JP2008028732A

JP2008028732A - 電力線通信用回路

Info

Publication number: JP2008028732A
Application number: JP2006199596A
Authority: JP
Inventors: Mutsuhiko Oishi; 睦彦大石; Ryota Yukimi; 良太行實; Fumio Ichihara; 文夫市原
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2006-07-21
Publication date: 2008-02-07

Abstract

【課題】帯域分割した動作に対応可能で、かつ小型化が可能な電力線通信用回路を提供する。
【解決手段】本発明の電力線通信用回路は、電力線の交流電圧から通信信号を分離するカプラ２７０と、受信した通信信号を処理するＡＦＥ．ＩＣ２２０との間に接続されるフィルタブロック２６０を備える。フィルタブロック２６０は、互いに異なる遮断周波数を有する複数の高域通過フィルタ２６１ａ、２６１ｂと、互いに異なる遮断周波数を有する複数の低域通過フィルタ２６２ａ、２６２ｂを含み、入力スイッチ２６３ａ〜２６３ｄ、出力スイッチ２６４ａ〜２６４ｄによって、選択的に接続される。
【選択図】図５

Description

本発明は、電力線を利用した通信を行う電力線通信用回路に関する。

電力線通信は、商用電力を供給する電力線を伝送路として通信を行うものであり、通常、２本の線路を利用した平衡伝送によって行われる。屋内電力線通信においては、２本の電力配線が接続される電力供給用のコンセントにモデムを介して通信機器を接続し、コンセントに接続した通信機器間で送受信が行われる。

このような電力線を伝送路とする通信においては、複数のサブキャリアを用いて伝送方式が利用される（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載された電力線搬送通信装置は、送信すべきデジタルデータをビット列に分割してＱＡＭ（ＱｕａｄｒａｔｕｒｅＡｍｐｌｉｔｕｄｅＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）コード化し、逆フーリエ変換により周波数軸データを時間軸データに変換し、さらにアナログ信号に変換して電力線に出力するものである。また、電力線から受信したアナログ信号をデジタル信号に変換し、フーリエ変換により時間軸データを周波数軸データに変換し、ＱＡＭデコードして受信デジタルデータを得るものである。

電力線通信は、通信に使用可能な周波数帯域に制限があるので、複数の通信システムを共存させる場合、通信帯域を分割して通信を行う。特許文献１の電力線搬送通信装置においては、宅内システム間通信と宅外システム間通信とでキャリアの帯域を分割することにより、宅外からのキャリアと宅内のキャリアを同一電力線に共存させている（特許文献１の請求項１３参照）。この場合、電力線から受信したアナログ信号を通過させる帯域通過フィルタを複数設け、宅内システム間通信と宅外システム間通信とでこの帯域通過フィルタを切換える。

一方、電力線通信モデム等の電力線通信装置は、小型化の要求が強く、できるだけ小型な部品が使用される。しかし、電力線通信装置のフィルタは、次の理由により、小型部品の使用に限界がある。すなわち、比較的低い周波数帯域（例えば３ｋＨｚ〜３０ＭＨｚ）を利用するのでＬＣフィルタとする必要があり、電力線を利用するものであるので高耐圧の部品を使用する必要があり、さらに急峻なフィルタ特性が必要であるので、多くの回路素子を必要とする。

特開２０００−１６５３０４号公報

本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、帯域分割した動作に対応可能で、かつ小型化が可能な電力線通信用回路を提供することを目的とする。

本発明の電力線通信用回路は、電力線を利用した通信を行う電力線通信用回路であって、前記電力線の交流電圧から通信信号を分離するカプラと、前記カプラに接続され、前記カプラによって分離された通信信号が入力されるフィルタブロックと、前記フィルタブロックに接続され、前記フィルタブロックを通過した通信信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、を備え、前記フィルタブロックは、互いに異なる遮断周波数を有する複数の高域通過フィルタと、互いに異なる遮断周波数を有する複数の低域通過フィルタと、前記複数の高域通過フィルタと前記複数の低域通過フィルタの中から、少なくとも1つの高域通過フィルタと少なくとも１つの低域通過フィルタを選択し、前記カプラによって分離された通信信号を通過させる選択手段を有するものである。

本発明によれば、高域通過フィルタと低域通過フィルタを遮断周波数毎に１つだけ用意するだけで、複数の通過帯域通過フィルタを構成することができるため、全体としてフィルタの数を減らすことができ、帯域分割した動作に対応可能で、かつ小型化が可能となる。

本発明の電力線通信用回路は、前記選択手段が、前記複数の高域通過フィルタ及び前記複数の低域通過フィルタそれぞれの入力端子に切換え接続する入力スイッチと、前記複数の高域通過フィルタ及び前記複数の低域通過フィルタそれぞれの出力端子に切換え接続する出力スイッチと、前記入力スイッチ及び前記出力スイッチが切換え接続され、前記複数の高域通過フィルタ及び前記複数の低域通過フィルタそれぞれをバイパスするためのバイバス線路と、を備え、前記複数の高域通過フィルタと前記複数の低域通過フィルタが、前記入力スイッチ及び出力スイッチを介して選択的に、前記カプラ及び前記ＡＤ変換器間に直列に接続されるものを含む。

本発明によれば、選択すべき少なくとも１つの高域通過フィルタと少なくとも１つの低域通過フィルタの入力スイッチ及び出力スイッチを、高域通過フィルタと低域通過フィルタの入力端子及び出力端子に接続し、他の高域通過フィルタと低域通過フィルタの入力スイッチ及び出力スイッチを、バイバス線路に接続することにより、選択した高域通過フィルタと少なくとも１つの低域通過フィルタを通過させることができる。

本発明の電力線通信用回路は、前記選択手段が、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタそれぞれの入力端子に切換え接続する入力スイッチと、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタそれぞれの出力端子に切換え接続する出力スイッチと、前記入力スイッチ及び前記出力スイッチが切換え接続され、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタそれぞれをバイパスするためのバイバス線路と、を備え、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタは直接、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタは、前記入力スイッチ及び出力スイッチを介して選択的に、前記カプラ及び前記ＡＤ変換器間に直列に接続されるものを含む。本発明によれば、選択手段を構成する入力スイッチ及び出力スイッチの数を減らすことができ、さらに小形化が実現できる。

本発明の電力線通信用回路は、前記選択手段が、前記複数の高域通過フィルタの入力端子に選択的に接続される高域通過フィルタ入力スイッチと、前記複数の高域通過フィルタの出力端子に選択的に接続される高域通過フィルタ出力スイッチと、前記複数の低域通過フィルタの入力端子に選択的に接続される低域通過フィルタ入力スイッチと、前記複数の低域通過フィルタの出力端子に選択的に接続される低域通過フィルタ出力スイッチと、を備え、前記複数の高域通過フィルタのいずれかと前記複数の低域通過フィルタのいずれかは、前記入力スイッチ及び出力スイッチを介して、前記カプラ及び前記ＡＤ変換器間に直列に接続されるものを含む。本発明によれば、複数の高域通過フィルタから１つの高域通過フィルタを選択し、複数の低域通過フィルタから１つの低域通過フィルタを選択するので、目的とする通過帯域を得るために必要な高域通過フィルタと低域通過フィルタを少ないスイッチで選択することができる。

本発明の電力線通信用回路は、前記選択手段が、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタの入力端子、前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタの入力端子、及びバイパス線路に選択的に接続される入力スイッチと、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタの出力端子、前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタの出力端子、及び前記バイパス線路に選択的に接続される出力スイッチと、を備え、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタは直接、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタは、前記入力スイッチ及び出力スイッチを介して選択的に、前記カプラ及び前記ＡＤ変換器間に直列に接続されるものを含む。本発明によれば、選択手段を構成する入力スイッチ及び出力スイッチの数を、さらに減らすことができる。

本発明の電力線通信用回路は、前記選択手段が、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタの出力端子、前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタの出力端子、及びバイパス線路に選択的に接続される出力スイッチと、を備え、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタは、前記カプラに対して直列に接続され、さらに、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタの入力端子、前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタの入力端子、及びバイパス線路に接続され、前記出力スイッチは、前記ＡＤ変換器に接続されるものを含む。本発明によれば、選択手段を構成する入力スイッチ及び出力スイッチの数を、さらに減らすことができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、帯域分割した動作に対応可能で、かつ小型化が可能な電力線通信用回路を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。

図１は、電力線通信用回路を含む電力線通信装置の１つである電力線通信モデム（以下、ＰＬＣモデムと記載する。）の前面を示す外観斜視図、図２は、ＰＬＣモデムの背面を示す外観斜視図である。図１、図２に示すＰＬＣモデム１００は、筐体１０１を有しており、筐体１０１の前面には、図１に示すようにＬＥＤ（ＬｉｇｈｔＥｍｉｔｔｉｎｇＤｉｏｄｅ）等の表示部１０５が設けられている。また、筐体１０１の背面には、図２に示すように電源コネクタ１０２、及びＲＪ４５等のＬＡＮ（ＬｏｃａｌＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ）用モジュラージャック１０３、及び動作モードを切換える切換えスイッチ１０４が設けられている。電源コネクタ１０２には、図示しない電源ケーブルが接続され、モジュラージャック１０３には、図示しないＬＡＮケーブルが接続される。なお、ＰＬＣモデム１００には、さらにＤｓｕｂコネクタを設け、Ｄｓｕｂケーブルを接続するようにしてもよい。

図３は、ＰＬＣモデム１００のハードウェアの一例を示すブロック図である。ＰＬＣモデム１００は、図３に示すように、回路モジュール２００及びスイッチング電源３００を有している。スイッチング電源３００は、各種（例えば、＋１．２Ｖ、＋３．３Ｖ、＋１２Ｖ）の電圧を回路モジュール２００に供給するものであり、例えば、スイッチングトランス、ＤＣ−ＤＣコンバータ（いずれも図示せず）を含んで構成される。

回路モジュール２００には、メインＩＣ（ＩｎｔｅｇｒａｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔ）２１０、ＡＦＥ・ＩＣ（ＡｎａｌｏｇＦｒｏｎｔＥｎｄＩＣ）２２０、イーサネットＰＨＹ・ＩＣ２３０、メモリ２４０、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２５１、ドライバＩＣ２５２、フィルタブロック２６０、及びカプラ２７０が設けられている。スイッチング電源３００及びカプラ２７０は、電源コネクタ１０２に接続され、さらに電源ケーブル６００、電源プラグ４００、コンセント５００を介して電力線９００に接続される。

メインＩＣ２１０は、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）２１１、ＰＬＣ・ＭＡＣ（ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＭｅｄｉａＡｃｃｅｓｓＣｏｎｔｒｏｌｌａｙｅｒ）ブロック２１２、及びＰＬＣ・ＰＨＹ（ＰｏｗｅｒＬｉｎｅＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎＰｈｙｓｉｃｌａｙｅｒ）ブロック２１３で構成されている。ＣＰＵ２１１は、３２ビットのＲＩＳＣ（ＲｅｄｕｃｅｄＩｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＳｅｔＣｏｍｐｕｔｅｒ）プロセッサを実装している。ＰＬＣ・ＭＡＣブロック２１２は、送受信信号のＭＡＣ層を管理し、ＰＬＣ・ＰＨＹブロック２１３は、送受信信号のＰＨＹ層を管理する。ＡＦＥ・ＩＣ２２０は、ＤＡ変換器（ＤＡＣ）２２１、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２２２、および可変増幅器（ＶＧＡ）２２３で構成されている。なお、ＣＰＵ２１１は、メモリ２１１に記憶されたデータを利用して、ＰＬＣ・ＭＡＣブロック２１２、及びＰＬＣ・ＰＨＹブロック２１３の動作を制御するとともに、ＰＬＣモデム１００全体の制御も行う。

カプラ２７０は、コイルトランス２７１、及びカップリング用コンデンサ２７２ａ、２７２ｂで構成されており、ドライバＩＣ２５２からの通信信号（送信信号）を電力線９００に重畳するとともに、電力線９００に重畳された通信信号（受信信号）を分離してフィルタブロック２６０に送るものである。

フィルタブロック２６０は、カプラによって分離された通信信号が入力され、所定周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタとしての機能を有する。フィルタブロック２６０は、互いに異なる遮断周波数を有する複数の高域通過フィルタと、互いに異なる遮断周波数を有する複数の低域通過フィルタと、複数の高域通過フィルタと複数の低域通過フィルタの中から、少なくとも1つの高域通過フィルタと少なくとも１つの低域通過フィルタを選択し、カプラによって分離された通信信号を通過させる選択手段を有している。選択手段の状態に応じて異なる周波数帯域のバンドパスフィルタとなる。選択手段は、メインＩＣ２１０のＣＰＵ２１１の制御に基づいて動作する。フィルタブロック２６０の詳細は、後述する。

ＰＬＣモデム１００は、ＯＦＤＭ方式等の複数のサブキャリアを用いた伝送を行うものであり、このような伝送を行うためのデジタル信号処理は、メインＩＣ２１０、特にＰＬＣ・ＰＨＹブロック２１３で行われる。

図４は、メインＩＣ２１０によって実現されるデジタル信号処理部の一例の概略機能ブロック図であり、ウェーブレット変換を利用するＯＦＤＭ伝送を行う場合のものである。図４のデジタル信号処理部は、制御部１０、シンボルマッパ１１、シリアル−パラレル変換器（Ｓ／Ｐ変換器）１２、逆ウェーブレット変換器１３、ウェーブレット変換器１４、パラレル−シリアル変換器（Ｐ／Ｓ変換器）１５、デマッパ１６を備える。

シンボルマッパ１４は、送信すべきビットデータをシンボルデータに変換し、各シンボルデータにしたがってシンボルマッピング（例えばＰＡＭ変調）を行うものである。Ｓ／Ｐ変換器１５は、マッピングされた直列データを並列データに変換するものである。逆ウェーブレット変換器１６は、並列データを逆ウェーブレット変換し、時間軸上のデータとするものであり、伝送シンボルを表すサンプル値系列を生成するものである。このデータは、ＡＦＥ・ＩＣ２２０のＤＡ変換器（ＤＡＣ）２２１に送られる。

ウェーブレット変換器１４は、ＡＦＥ・ＩＣ２２０のＡＤ変換器（ＡＤＣ）２２２から得られる受信デジタルデータ（送信時と同一のサンプルレートでサンプルされたサンプル値系列）を周波数軸上へ離散ウェーブレット変換するものである。Ｐ／Ｓ変換器１８は、周波数軸上の並列データを直列データに変換するものである。デマッパ１９は、各サブキャリアの振幅値を計算し、受信信号の判定を行って受信データを求めるものである。

ＰＬＣモデム１００による通信は、概略次のように行われる。モジュラージャック１０３から入力されたデータの送信時、イーサネットＰＨＹ・ＩＣ２３０を介してメインＩＣ２１０に送られ、デジタル信号処理を施すことによって生成されたデジタル送信信号は、ＡＦＥ・ＩＣ２２０のＤＡ変換器（ＤＡＣ）２２１によってアナログ信号に変換され、ローパスフィルタ２５１、ドライバＩＣ２５２、カプラ２７０、電源コネクタ１０２、電源ケーブル６００、電源プラグ４００、コンセント５００を介して電力線９００に出力される。

電力線９００からの信号受信時は、カプラ２７０を経由してフィルタブロック２６０に送られ、ＡＦＥ・ＩＣ２２０内の可変増幅器（ＶＧＡ）２２３でゲイン調整がされた後、ＡＤ変換器（ＡＤＣ）２２２でデジタル信号に変換された後、メインＩＣ２１０に送られ、デジタル信号処理を施すことによって、デジタルデータに変換される。そして、イーサネットＰＨＹ・ＩＣ２３０を介してモジュラージャック１０３から出力される。

次に、フィルタブロック２６０について説明する。フィルタブロック２６０は、複数の互いに異なる遮断周波数を有する複数の高域通過フィルタと、互いに異なる遮断周波数を有する複数の低域通過フィルタとを直列又は並列に配置し、少なくとも1つの高域通過フィルタと少なくとも１つの低域通過フィルタが直列に接続されるように、直接又は切換えスイッチを介して接続される。以下、遮断周波数がｆ_０、ｆ_２の高域通過フィルタ（以下、ＨＰＦと記載する。）と、遮断周波数がｆ_１、ｆ_３の低域通過フィルタ（以下、ＬＰＦと記載する。）を備えるものについて説明するが、フィルタの数は、さらに多くてもよい。

（直列型１）
図５に、フィルタブロック２６０の一例を示す。図５のフィルタブロック２６０は、カプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に、遮断周波数がｆ_０のＨＰＦ２６１ａ、遮断周波数がｆ_２のＨＰＦ２６１ｂ、遮断周波数がｆ_１のＬＰＦ２６２ａ、遮断周波数がｆ_３のＬＰＦ２６２ｂが直列接続可能に配置されたものである。ＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂ、及びＬＰＦ２６２ａ、ＬＰＦ２６２ｂの入力側には、入力スイッチ２６３ａ、２６３ｂ、２６３ｃ、２６３ｄがそれぞれ設けられ、出力側には、出力スイッチ２６４ａ、２６４ｂ、２６４ｃ、２６４ｄがそれぞれ設けられる。また、ＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂ、及びＬＰＦ２６２ａ、ＬＰＦ２６２ｂに対応してバイパス線路２６５ａ、２６５ｂ、２６５ｃ、２６５ｄが設けられ、入力スイッチ２６３ａ〜２６３ｄ、出力スイッチ２６４ａ〜２６４ｄにより切換え接続可能となっている。

したがって、入力スイッチ２６３ａと出力スイッチ２６４ａ、入力スイッチ２６３ｂと出力スイッチ２６４ｂ、入力スイッチ２６３ｃと出力スイッチ２６４ｃ、及び入力スイッチ２６３ｄと出力スイッチ２６４ｄを連動して切換えることにより、カプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に、ＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂ、及びＬＰＦ２６２ａ、ＬＰＦ２６２ｂを選択的に接続することができる。入力スイッチ２６３ａ〜２６３ｄと出力スイッチ２６４ａ〜２６４ｄが図５に示す状態である場合、ＨＰＨ２６１ａとＨＰＦ２６２が直列に接続されることになる。

ＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂは、例えば図６に示す回路によって実現される。図６の回路において、静電容量素子Ｃとして静電容量が１０〜１０００ｐＦのものを利用し、インダクタタＬとしてインダクタンスが０．１〜１０μＨのものを利用することにより、例えば、遮断周波数２ＭＨｚ〜２０ＭＨｚの高域通過フィルタが実現できる。また、ＬＰＦ２６２ａ、ＬＰＦ２６２ｂは、例えば図７に示す回路によって実現される。図７の回路において、静電容量素子Ｃとして静電容量が１０〜１０００ｐＦのものを利用し、インダクタタＬとしてインダクタンスが０．１〜１０μＨのものを利用することにより、例えば、遮断周波数３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの低域通過フィルタが実現できる。なお、ここで遮断周波数ｆ_０、ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３の大きさは、ｆ_０＜ｆ_１＜ｆ_２＜ｆ_３である。

図５に示すフィルタブロック２６０は、図８に示すような３種類の帯域通過特性を実現することができる。図８（ａ）に示すように、周波数帯域ｆ_０〜ｆ_３を通過させる場合、ＨＰＦ２６１ａとＬＰＦ２６２ｂをカプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に直列に接続し、ＨＰＦ２６１ｂとＬＰＦ２６２ａをバイパスさせる。図８（ｂ）に示すように、周波数帯域ｆ_０〜ｆ_１を通過させる場合、ＨＰＦ２６１ａとＬＰＦ２６２ａをカプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に直列に接続し、ＨＰＦ２６１ｂとＬＰＦ２６２ｂをバイパスさせる。また、図８（ｃ）に示すように、周波数帯域ｆ_２〜ｆ_３を通過させる場合、ＨＰＦ２６１ｂとＬＰＦ２６２ｂをカプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に直列に接続し、ＨＰＦ２６１ａとＬＰＦ２６２ａをバイパスさせる。このように、ＨＰＦ２６１ａとＬＰＦ２６２ｂを複数の帯域通過フィルタを構成する場合で共用しているため、帯域通過フィルタを構成するためのＨＰＦ又はＬＰＦの数を減らすことができる。すなわち、ＨＰＦとＬＰＦを遮断周波数毎に１つだけ用意するだけで、複数の通過帯域通過フィルタを構成することができるため、全体としてフィルタの数を減らすことができる。

なお、図５では、カプラ２７０側から、ＨＰＦ２６１ａ、ＨＰＦ２６１ｂ、ＬＰＦ２６２ａ、ＬＰＦ２６２ｂの順に配置しているが、ＨＰＦ及びＬＰＦの配置順は問わない。

（直列型２）
図９に、フィルタブロック２６０の他の例を示す。図９のフィルタブロック２６０は、図５のものと同様、カプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に、遮断周波数がｆ_０のＨＰＦ２６１ａ、遮断周波数がｆ_２のＨＰＦ２６１ｂ、遮断周波数がｆ_１のＬＰＦ２６２ａ、遮断周波数がｆ_３のＬＰＦ２６２ｂが直列接続可能に配置されたものである。図５のものと異なる点は、遮断周波数が最も低いＨＰＦであるＨＰＦ２６１ａと遮断周波数が最も高いＬＰＦであるＬＰＦ２６２ｂを、常にカプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に接続し、ＨＰＦ２６１ｂとＬＰＦ２６２ａを選択的に接続するようにした点である。そのため、ＨＰＦ２６１ｂ、及びＬＰＦ２６２ａの入力側に、入力スイッチ２６３ｅ、及び２６３ｆを設け、出力側には、出力スイッチ２６４ｅ、及び２６４ｆを設けてある。そして、ＨＰＦ２６１ｂ、及びＬＰＦ２６２ａに対応してバイパス線路２６５ｅ、及び２６５ｆを設け、入力スイッチ２６３ｅ、２６３ｆ、出力スイッチ２６４ｅ〜２６４ｆにより切換え接続可能としている。入力スイッチ２６３ｅと出力スイッチ２６４ｅ、入力スイッチ２６３ｆと出力スイッチ２６４ｆは、図５のものと同様連動して切換えられる。

図９のフィルタブロック２６０におけるＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂ及びＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂとしては、図６及び図７に示すものが利用できる。図９のフィルタブロック２６０も、図５のものと同様、図８に示す３種類の帯域通過特性を実現することができる。図８（ａ）の特性を得る場合、ＨＰＦ２６１ｂとＬＰＦ２６２ａをバイパスさせる。図８（ｂ）の特性を得る場合、ＬＰＦ２６２ａをカプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に直列に接続し、ＨＰＦ２６１ｂをバイパスさせる。このとき、ＬＰＦ２６２ｂも直列に接続されているが、ＬＰＦ２６２ｂの遮断周波数ｆ_３は、ＬＰＦ２６２ａの遮断周波数ｆ_１より高いので、問題はない。また、図８（ｃ）の特性を得る場合、ＨＰＦ２６１ｂをカプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に直列に接続し、ＬＰＦ２６２ａをバイパスさせる。このとき、ＨＰＦ２６１ａも直列に接続されているが、ＨＰＦ２６１ａの遮断周波数ｆ_０は、ＨＰＦ２６１ｂの遮断周波数ｆ_２より低いので、問題はない。

以上のように、図９のフィルタブロックは、より広帯域側のＨＰＦ２６１ａとＬＰＦ２６２ｂを常に接続した状態としているので、通過帯域切換えのためのスイッチの数を減らすことができる。したがって、さらに、ＰＬＣの小型化が実現できる。

なお、図９では、カプラ２７０側から、ＨＰＦ２６１ａ、ＬＰＦ２６２ｂ、ＬＰＦ２６２ａ、ＨＰＦ２６１ｂの順に配置しているが、ＨＰＦ及びＬＰＦの配置順は問わない。

（並列型）
図１０に、フィルタブロック２６０のさらに別の例を示す。図１０のフィルタブロック２６０は、ＨＰＦ２６１ａと２６１ｂ、及びＬＰＦ２６２ａとＬＰＦ２６２ｂをそれぞれ並列に配置し、１つのＨＰＦと１つのＬＰＦを選択するようにしたものである。ＨＰＦ２６１ａと２６１ｂの入力側には入力スイッチ２６３ｇが設けられ、出力側には出力スイッチ２６４ｇが設けられる。また、ＬＰＦ２６２ａとＬＰＦ２６２ｂの入力側には入力スイッチ２６３ｈが設けられ、出力側には出力スイッチ２６４ｈが設けられる。

図１０のフィルタブロック２６０は、入力スイッチ２６３ｇと出力スイッチ２６４ｇ、入力スイッチ２６３ｈと出力スイッチ２６４ｈを連動して切換えることにより、ＨＰＦ２６１ａと２６１ｂのいずれかとＬＰＦ２６２ａとＬＰＦ２６２ｂのいずれかとが、カプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に直列に接続される。

図６及び図７に示すものは、図１０のフィルタブロック２６０におけるＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂ及びＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂとしても利用できる。図１０のフィルタブロック２６０も、図８に示す３種類の帯域通過特性を実現することができる。図８（ａ）の特性を得る場合、入力スイッチ２６３ｇと出力スイッチ２６４ｇをＨＰＦ２６１ａ側に接続するとともに、入力スイッチ２６３ｈと出力スイッチ２６４ｈをＬＰＦ２６２ｂ側に接続する。図８（ｂ）の特性を得る場合、入力スイッチ２６３ｇと出力スイッチ２６４ｇをＨＰＦ２６１ａ側に接続するとともに、入力スイッチ２６３ｈと出力スイッチ２６４ｈをＬＰＦ２６２ａ側に接続する。また、図８（ｃ）の特性を得る場合、入力スイッチ２６３ｇと出力スイッチ２６４ｇをＨＰＦ２６１ｂ側に接続するとともに、入力スイッチ２６３ｈと出力スイッチ２６４ｈをＬＰＦ２６２ｂ側に接続する。

以上のように、図１０のフィルタブロック２６０は、複数のＨＰＦから１つのＨＰＦを選択し、複数のＬＰＦから１つのＬＰＦを選択するので、目的とする通過帯域を得るために必要なＨＰＦとＬＰＦを少ないスイッチで選択することができる。

なお、図１０では、カプラ２７０側にＨＰＦ２６１ａと２６１ｂ、ＡＦＥ・ＩＣ２２０側にＬＰＦ２６２ａとＬＰＦ２６２ｂを配置しているが、ＨＰＦ及びＬＰＦの配置順は問わない。

（直並列型１）
図１１に、フィルタブロック２６０のさらに別の例を示す。図１１のフィルタブロック２６０は、図９に示すものを変形して、さらにスイッチを減らしたものである。図１１のフィルタブロック２６０は、図９のものと同様、遮断周波数が最も低いＨＰＦであるＨＰＦ２６１ａと遮断周波数が最も高いＬＰＦであるＬＰＦ２６２ｂを、常にカプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に接続し、ＨＰＦ２６１ｂとＬＰＦ２６２ａを選択的に接続するようにものである。図９のものと異なる点は、ＨＰＦ２６１ｂとＬＰＦ２６２ａを並列に配置し、入力スイッチ２６３ｊと出力スイッチ２６４ｊを連動して動作されることにより、選択的に接続するようにした点である。入力スイッチ２６３ｊと出力スイッチ２６４ｊは、さらにバイパス線路２６５ｇにも切換え接続可能となっており、バイパス線路２６５ｇに接続された場合は、ＨＰＦ２６１ａとＬＰＦ２６２ｂだけがカプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に接続される。

図６及び図７に示すものは、図１１のフィルタブロック２６０におけるＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂ及びＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂとしても利用できる。また、図１１のフィルタブロック２６０も、図８に示す３種類の帯域通過特性を実現することができる。図８（ａ）の特性を得る場合、入力スイッチ２６３ｊと出力スイッチ２６４ｊをバイパス線路２６５ｇ側に接続する。図８（ｂ）の特性を得る場合、入力スイッチ２６３ｊと出力スイッチ２６４ｊをＬＰＦ２６２ａ側に接続する。また、図８（ｃ）の特性を得る場合、入力スイッチ２６３ｊと出力スイッチ２６４ｊをＨＰＦ２６１ｂ側に接続する。

以上のように、図１１のフィルタブロックは、より広帯域側のＨＰＦ２６１ａとＬＰＦ２６２ｂ常に接続した状態とし、残りのＨＰＦとＬＰＦの１つを選択したり、バイパスさせたりする構成となっているので、通過帯域切換えのためのスイッチの数をさらに減らすことができる。

（直並列型２）
図１２に、フィルタブロック２６０のさらに別の例を示す。図１２のフィルタブロック２６０は、図１１に示すものを変形して、さらにスイッチを減らしたものである。図１２のフィルタブロック２６０は、図１１のものと同様、遮断周波数が最も低いＨＰＦであるＨＰＦ２６１ａと遮断周波数が最も高いＬＰＦであるＬＰＦ２６２ｂを、常にカプラ２７０とＡＦＥ・ＩＣ２２０との間に接続し、ＨＰＦ２６１ｂとＬＰＦ２６２ａを選択的に接続するようにものである。図１１のものと異なる点は、入力スイッチ２６３ｊを省略し、ＨＰＦ２６１ｂ、ＬＰＦ２６２ａ、及びバイパス線路２６５ｇを直接ＬＰＦ２６２ｂの出力側に接続した点である。

図１２のフィルタブロック２６０は、図１１のものと同様の切換えを行うことにより、図８に示す３種類の帯域通過特性を実現することができる。すなわち、出力スイッチ２６４ｊをバイパス線路２６５ｇに接続すると、周波数帯域はｆ_０〜ｆ_３（図８（ａ）参照）となり、出力スイッチ２６４ｊをＬＰＦ２６２ａに接続すると、周波数帯域はｆ_０〜ｆ₁（図８（ｂ）参照）となる。また、出力スイッチ２６４ｊをＨＰＦ２６１ｂに接続すると、周波数帯域はｆ_２〜ｆ_３（図８（ｃ）参照）となる。

なお、図１２では、カプラ２７０側にＨＰＦ２６１ａ、ＬＰＦ２６２ｂをこの順で配置したが、ＨＰＦ２６１ａ、ＬＰＦ２６２ｂの順序は逆でもよい。

図６及び図７に示すものは、図１２のフィルタブロック２６０におけるＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂ及びＨＰＦ２６１ａ、２６１ｂとしても利用できる。ただし、ＨＰＦ２６１ｂ、及びＬＰＦ２６２ａは、ダイプレクサで構成する。ダイプレクサで構成する場合、回路構成は、図６、図７と同様のものであるが、静電容量及びインダクタンスが異なる。すなわち、図６の回路において、静電容量素子Ｃとして静電容量が３３〜１５０ｐＦのものを利用し、インダクタタＬとしてインダクタンスが０．５６〜５．６μＨのものを利用することにより、同様の遮断周波数を有するダイプレクサが実現できる。また、図７の回路において、静電容量素子Ｃとして静電容量が３３〜１５０ｐＦのものを利用し、インダクタタＬとしてインダクタンスが０．５６〜５．６μＨのものを利用することにより、同様の遮断周波数を有するダイプレクサが実現できる。ＨＰＦ２６１ｂ，ＬＰＦ２６２ａをダイプレクサで構成することにより、ＨＰＦ２６１ｂ、ＬＰＦ２６２ａの入力スイッチを削除することができる。

以上の説明から明らかなように、図５、図９〜図１２のフィルタブロックにおいては、複数の高域通過フィルタと複数の低域通過フィルタの中から、少なくとも1つの高域通過フィルタと少なくとも１つの低域通過フィルタを選択し、カプラによって分離された通信信号を通過させる選択手段が、入力スイッチ２６３ａ〜２６３ｊ、出力スイッチ２６４ａ〜２６４ｊを含んで構成されている。これらの入力スイッチ２６３ａ〜２６３ｊ、出力スイッチ２６４ａ〜２６４ｊは、ＣＰＵ２１１からの信号によって切換えられる。

このようなフィルタブロック２６０を有する電力線通信装置１００は、例えば、周波数帯域ｆ_０〜ｆ₁でアクセス系の通信を行い、周波数帯域ｆ_２〜ｆ_３で宅内系の通信を行うことができる。ここで、アクセス系とは、屋外の電力線を用いた通信方式をいい、宅内系とは、屋内の電力線を用いた通信方式をいう。なお、周波数帯域ｆ_０〜ｆ₁で宅内系の通信を行い、周波数帯域ｆ_２〜ｆ_３でアクセス系の通信を行うことも可能である。

なお、以上の説明では、電力線通信装置としてモデムを例にしたが、各種電子機器等に通信機能を持たせたものでも、同様のフィルタブロックを採用することにより、小型化を実現することができる。

本発明は、帯域分割した動作に対応可能で、かつ小型化が可能な電力線通信用回路等として有用である。

本発明の実施の形態のＰＬＣモデムの前面を示す外観斜視図本発明の実施の形態のＰＬＣモデムの背面を示す外観斜視図本発明の実施の形態のＰＬＣモデムのハードウェアの一例を示すブロック図本発明の実施の形態のＰＬＣモデムにおけるメインＩＣによって実現されるデジタル信号処理部の一例の概略機能ブロック図本発明の実施の形態のＰＬＣモデムにおけるフィルタブロックの一例を示す図本発明の実施の形態のＰＬＣモデムにおけるフィルタブロックを構成する高域通過フィルタの構成例を示す図本発明の実施の形態のＰＬＣモデムにおけるフィルタブロックを構成する低域通過フィルタの構成例を示す図本発明の実施の形態のＰＬＣモデムにおけるフィルタブロックによって実現される帯域通過特性を示す図本発明の実施の形態のＰＬＣモデムにおけるフィルタブロックの他の例を示す図本発明の実施の形態のＰＬＣモデムにおけるフィルタブロックの他の例を示す図本発明の実施の形態のＰＬＣモデムにおけるフィルタブロックの他の例を示す図本発明の実施の形態のＰＬＣモデムにおけるフィルタブロックの他の例を示す図

符号の説明

１００・・・ＰＬＣモデム
１０１・・・筐体
１０２・・・電源コネクタ
１０３・・・モジュラージャック
１０４・・・切換えスイッチ
１０５・・・表示部
２００・・・回路モジュール２００
２１０・・・メインＩＣ
２１１・・・ＣＰＵ
２１２・・・ＰＬＣ・ＭＡＣブロック
２１３・・・ＰＬＣ・ＰＨＹブロック
２２０・・・ＡＦＥ・ＩＣ
２２１・・・ＤＡ変換器（ＤＡＣ）
２２２・・・ＡＤ変換器（ＡＤＣ）
２２３・・・可変増幅器（ＶＧＡ）
２３０・・・イーサネットＰＨＹ・ＩＣ
２５１・・・ローパスフィルタ
２５２・・・ドライバＩＣ
２６０・・・フィルタブロック
２６１ａ、２６１ｂ・・・高域通過フィルタ（ＨＰＦ）
２６２ａ、２６２ｂ・・・低域通過フィルタ（ＬＰＦ）
２６３ａ〜２６３ｊ・・・入力スイッチ
２６４ａ〜２６４ｊ・・・出力スイッチ
２６５ａ〜２６５ｇ・・・バイパス線路
２７０・・・カプラ
２７１・・・コイルトランス
２７２ａ、２７２ｂ・・・カップリング用コンデンサ
３００・・・スイッチング電源
４００・・・電源プラグ
５００・・・コンセント
６００・・・電源ケーブル
９００・・・電力線
１０・・・制御部
１１・・・シンボルマッパ
１２・・・シリアル−パラレル変換器
１３・・・逆ウェーブレット変換器
１４・・・ウェーブレット変換器
１５・・・パラレル−シリアル変換器
１６・・・デマッパ

Claims

電力線を利用した通信を行う電力線通信用回路であって、
前記電力線の交流電圧から通信信号を分離するカプラと、
前記カプラに接続され、前記カプラによって分離された通信信号が入力されるフィルタブロックと、
前記フィルタブロックに接続され、前記フィルタブロックを通過した通信信号をデジタル信号に変換するＡＤ変換器と、を備え、
前記フィルタブロックは、
互いに異なる遮断周波数を有する複数の高域通過フィルタと、
互いに異なる遮断周波数を有する複数の低域通過フィルタと、
前記複数の高域通過フィルタと前記複数の低域通過フィルタの中から、少なくとも1つの高域通過フィルタと少なくとも１つの低域通過フィルタを選択し、前記カプラによって分離された通信信号を通過させる選択手段を有する電力線通信用回路。
請求項１記載の電力線通信用回路であって、
前記選択手段は、
前記複数の高域通過フィルタ及び前記複数の低域通過フィルタそれぞれの入力端子に切換え接続する入力スイッチと、
前記複数の高域通過フィルタ及び前記複数の低域通過フィルタそれぞれの出力端子に切換え接続する出力スイッチと、
前記入力スイッチ及び前記出力スイッチが切換え接続され、前記複数の高域通過フィルタ及び前記複数の低域通過フィルタそれぞれをバイパスするためのバイバス線路と、を備え、
前記複数の高域通過フィルタと前記複数の低域通過フィルタは、前記入力スイッチ及び出力スイッチを介して選択的に、前記カプラ及び前記ＡＤ変換器間に直列に接続される電力線通信用回路。
請求項１記載の電力線通信用回路であって、
前記選択手段は、
前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタそれぞれの入力端子に切換え接続する入力スイッチと、
前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタそれぞれの出力端子に切換え接続する出力スイッチと、
前記入力スイッチ及び前記出力スイッチが切換え接続され、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタそれぞれをバイパスするためのバイバス線路と、を備え、
前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタは直接、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタは、前記入力スイッチ及び出力スイッチを介して選択的に、前記カプラ及び前記ＡＤ変換器間に直列に接続される電力線通信用回路。
請求項１記載の電力線通信用回路であって、
前記選択手段は、
前記複数の高域通過フィルタの入力端子に選択的に接続される高域通過フィルタ入力スイッチと、
前記複数の高域通過フィルタの出力端子に選択的に接続される高域通過フィルタ出力スイッチと、
前記複数の低域通過フィルタの入力端子に選択的に接続される低域通過フィルタ入力スイッチと、
前記複数の低域通過フィルタの出力端子に選択的に接続される低域通過フィルタ出力スイッチと、を備え、
前記複数の高域通過フィルタのいずれかと前記複数の低域通過フィルタのいずれかは、前記入力スイッチ及び出力スイッチを介して、前記カプラ及び前記ＡＤ変換器間に直列に接続される電力線通信用回路。
請求項１記載の電力線通信用回路であって、
前記選択手段は、
前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタの入力端子、前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタの入力端子、及びバイパス線路に選択的に接続される入力スイッチと、
前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタの出力端子、前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタの出力端子、及び前記バイパス線路に選択的に接続される出力スイッチと、を備え、
前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタは直接、
前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタは、前記入力スイッチ及び出力スイッチを介して選択的に、前記カプラ及び前記ＡＤ変換器間に直列に接続される電力線通信用回路。
請求項１記載の電力線通信用回路であって、
前記選択手段は、
前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタの出力端子、前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタの出力端子、及びバイパス線路に選択的に接続される出力スイッチと、を備え、
前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタ、及び前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタは、前記カプラに対して直列に接続され、さらに、前記複数の高域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も低い高域通過フィルタを除く高域通過フィルタの入力端子、前記複数の低域通過フィルタのうちの遮断周波数が最も高い低域通過フィルタを除く低域通過フィルタの入力端子、及びバイパス線路に接続され、
前記出力スイッチは、前記ＡＤ変換器に接続される電力線通信用回路。