JP2023074462A - Communication terminal and communication system - Google Patents

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Abstract

To provide a communication terminal and a communication system that can prevent voltage signal attenuation and are less susceptible to reflected waves in communication systems each having a plurality of communication terminals.SOLUTION: A communication terminal 100 transmits, via a signal line 60, a voltage signal in which a voltage is superimposed on a predetermined first reference voltage. The communication terminal 100 includes an impedance adjustment circuit 120 that switches an output impedance of the communication terminal 100 during a period T0 during which data is transmitted by the voltage signal in which the voltage is superimposed on the predetermined first reference voltage.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本開示は、通信端末および通信システムに関する。 The present disclosure relates to communication terminals and communication systems.

従来から2線式の信号線によって負荷制御を行う通信システムが普及している。この通信システムは、中央制御装置としての親機である送信端末と、スイッチ等の通信端末を2線式の信号線で相互に接続して構成されている。この通信システムは、2線式の信号線の接続や分岐、通信端末の配置が自由であるという特徴(フリー・トポロジーと呼ばれる)を有し、フレキシブルなシステム構成が可能である。当該通信システムによれば、大規模な建物において少ない配線で通信システムが実現できる。特許文献1には、通信システムの例が開示されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, communication systems that perform load control using two-wire signal lines have been widely used. This communication system is configured by connecting a transmitting terminal, which is a master unit as a central control unit, and a communication terminal such as a switch with two-wire signal lines. This communication system has a feature (called a free topology) that the connection and branching of two-wire signal lines and the arrangement of communication terminals are free, and a flexible system configuration is possible. According to this communication system, a communication system can be realized with a small amount of wiring in a large-scale building. Patent Literature 1 discloses an example of a communication system.

特開2019-204638号公報JP 2019-204638 A

通信システムにおいて、通信端末数の増加や高速大容量通信の要請が存在し、この対応として、送信端末から送信する信号周波数を高周波化することが考えられる。しかし、信号周波数が高周波化すると、信号線と、送信端末あるいは通信端末の間のインピーダンスの不整合によって、反射波の影響が無視できなくなる。反射波の影響により、通信端末で信号の読取の誤りが発生するようになる。 2. Description of the Related Art In communication systems, there is a demand for an increase in the number of communication terminals and for high-speed, large-capacity communication. However, as the signal frequency becomes higher, the influence of reflected waves cannot be ignored due to impedance mismatch between the signal line and the transmitting terminal or communication terminal. Due to the influence of the reflected wave, a signal reading error occurs in the communication terminal.

高周波信号における反射波の抑制には、通常はインピーダンス整合が取られる。具体的には、受信端末に伝送線路の特性インピーダンスと同等のインピーダンスを接続(終端)して、反射波の影響を押さえる。しかし、通信システムは複数の受信端末を有するために、通信システムに接続される個々の機器が終端を行うと、電圧信号が減衰して、信号を読み取れないおそれがあった。 Impedance matching is usually used to suppress reflected waves in high-frequency signals. Specifically, an impedance equivalent to the characteristic impedance of the transmission line is connected (terminated) to the receiving terminal to suppress the influence of the reflected wave. However, since the communication system has a plurality of receiving terminals, if each device connected to the communication system performs termination, the voltage signal may be attenuated and the signal may not be read.

本開示の目的は、複数の通信端末を有する通信システムにおいて、電圧信号の減衰を防止でき、且つ反射波の影響を受けにくい通信端末および通信システムを提供することである。 An object of the present disclosure is to provide a communication terminal and a communication system that can prevent voltage signal attenuation and are less susceptible to reflected waves in a communication system having a plurality of communication terminals.

本開示に係る通信端末は、所定の第1の基準電圧に電圧が重畳された電圧信号を信号線を介して送信する。通信端末は、所定の第1の基準電圧に電圧が重畳された電圧信号によりデータを送信する期間、通信端末の出力インピーダンスを切替えるインピーダンス調整回路を有することを特徴とする。 A communication terminal according to the present disclosure transmits, via a signal line, a voltage signal in which a voltage is superimposed on a predetermined first reference voltage. The communication terminal is characterized by having an impedance adjustment circuit that switches the output impedance of the communication terminal during a period in which data is transmitted by a voltage signal in which a voltage is superimposed on a predetermined first reference voltage.

本開示の通信端末によれば、複数の通信端末を有する通信システムにおいて、電圧信号の減衰が防止でき、且つ反射波の影響を受けにくい通信端末および通信システムが実現できる。 According to the communication terminal of the present disclosure, in a communication system having a plurality of communication terminals, it is possible to realize a communication terminal and a communication system that can prevent attenuation of voltage signals and are less susceptible to reflected waves.

実施形態の通信システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a communication system according to an embodiment; FIG. 実施形態の通信端末を有する通信システムの構成図である。1 is a configuration diagram of a communication system having a communication terminal of an embodiment; FIG. 実施形態に係るインピーダンス調整回路の一例の回路図である。1 is a circuit diagram of an example of an impedance adjustment circuit according to an embodiment; FIG. 実施形態の通信端末におけるインピーダンス調整回路の動作タイミングを説明する図である。4 is a diagram illustrating operation timings of an impedance adjustment circuit in the communication terminal of the embodiment; FIG.

以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、方向、数値等は、本開示の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等に合わせて適宜変更することができる。また、以下で説明する実施形態および変形例の構成要素を選択的に組み合わせることは当初から想定されている。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, specific shapes, materials, directions, numerical values, etc. are examples for facilitating understanding of the present disclosure, and can be changed as appropriate according to usage, purpose, specifications, and the like. In addition, it is assumed from the beginning to selectively combine the constituent elements of the embodiments and modifications described below.

初めに本開示の通信端末を使用する通信システムの全体構成と概略動作について説明する。 First, the overall configuration and schematic operation of a communication system using the communication terminal of the present disclosure will be described.

図1は、通信システム10の構成図である。通信システム10は、伝送ユニット20、通信端末30としてのスイッチ31およびターミナルユニット32を備える。ターミナルユニット32には、リレー40a~40dを介して照明器具50a~50dが接続されている。照明器具50a~50dは、通信システム10における制御対象である。なお、通信システム10は、これらの機器の他にも、他のスイッチ、他のターミナルユニット、他の制御対象等が接続され得るが、図示を省略している。通信システム10は、伝送ユニット20が中心となって、通信システム10における制御対象である照明器具50a~50d等の制御が可能なシステムである。照明器具の制御とは、照明器具のオンオフ制御、調光制御、シーン制御、監視制御等である。シーン制御とは、照明器具の和室、洋室、寝室、書斎等の設置場所、朝、昼、夜、食事時間、団らん時間等の照明器具が使用される状況に応じて照明器具を調光調色制御することである。監視制御とは、照明器具の制御状態を監視することである。なお、これらの制御は、スイッチ31への操作によって行うことができる。 FIG. 1 is a configuration diagram of a communication system 10. As shown in FIG. The communication system 10 includes a transmission unit 20 , a switch 31 as a communication terminal 30 and a terminal unit 32 . Lighting fixtures 50a-50d are connected to the terminal unit 32 via relays 40a-40d. The lighting fixtures 50a to 50d are controlled objects in the communication system 10. FIG. In addition to these devices, the communication system 10 may be connected to other switches, other terminal units, other controlled objects, etc., but they are omitted from the drawing. The communication system 10 is a system capable of controlling lighting fixtures 50a to 50d, etc., which are controlled objects in the communication system 10, mainly by the transmission unit 20. FIG. The control of lighting equipment includes on/off control of lighting equipment, dimming control, scene control, monitoring control, and the like. Scene control refers to the dimming and toning of the lighting fixtures according to the lighting fixtures installation location such as Japanese-style room, Western-style room, bedroom, study, etc., morning, noon, night, meal time, gathering time, etc. It is to control. Supervisory control refers to monitoring the control state of lighting fixtures. Note that these controls can be performed by operating the switch 31 .

通信システム10は、例えば、時分割の多重伝送方式が採用されており、信号線60は、2線式の有線で構成される。信号線60において、2線間の電位差によるパルス信号によって信号(情報)が伝送される。また、通信システム10では、例えば、サイクリック伝送方式が採用されており、伝送ユニット20から送信された信号は、信号線60に接続された全ての機器を通過していく。各機器は、当該信号の内容を確認し、内容に応じて当該信号を必要とする機器が当該信号を受信する。例えば、各機器は、当該信号に自身のアドレス情報が含まれている場合には当該信号を受信し、自身のアドレス情報が含まれていない場合には当該信号を無視する。このように、信号線60に接続された機器は、伝送ユニット20から送信された自身を宛先としない信号であっても、その内容を確認することができる。 The communication system 10 employs, for example, a time-division multiplex transmission system, and the signal line 60 is a two-wire cable. In the signal line 60, a signal (information) is transmitted by a pulse signal due to a potential difference between two lines. Further, in the communication system 10 , for example, a cyclic transmission method is adopted, and the signal transmitted from the transmission unit 20 passes through all devices connected to the signal line 60 . Each device confirms the content of the signal, and depending on the content, the device that needs the signal receives the signal. For example, each device receives the signal if the signal contains its own address information, and ignores the signal if the signal does not contain its own address information. In this way, the device connected to the signal line 60 can confirm the contents of even a signal transmitted from the transmission unit 20 whose destination is not itself.

伝送ユニット20は、通信システム10において、中心となって動作する親機コントローラである。伝送ユニット20は、信号線60に接続されたスイッチ31からの信号をターミナルユニット32に送信する。図1におけるスイッチ31、およびターミナルユニット32は、本開示における通信端末30である。尚、伝送ユニット20は、更に上位システムと接続するアダプタ機能を有してもよい。上位システムからの信号を基に、配下の機器を制御する構成としてもよい。 The transmission unit 20 is a base controller that operates centrally in the communication system 10 . The transmission unit 20 transmits the signal from the switch 31 connected to the signal line 60 to the terminal unit 32 . The switch 31 and the terminal unit 32 in FIG. 1 are the communication terminal 30 in the present disclosure. Incidentally, the transmission unit 20 may further have an adapter function for connecting with a host system. Subordinate devices may be controlled based on signals from the host system.

スイッチ31は、ユーザが照明器具50a~50dの制御(オン、オフ、調光等)を行うために設けられた壁スイッチ等である。例えば、スイッチ31は、図1に示されるように、4つの操作部31a~31dを有している。各操作部は例えばオン状態およびオフ状態の2つの状態を有しており、ユーザが操作することで各操作部に対応する照明器具をオンオフすることができる。 The switch 31 is a wall switch or the like provided for the user to control (on, off, dimming, etc.) the lighting fixtures 50a to 50d. For example, the switch 31 has four operating portions 31a to 31d as shown in FIG. Each operation unit has two states, for example, an ON state and an OFF state, and can be turned on and off by the user's operation.

例えば、各操作部には、アドレス情報が割り振られており、アドレス情報と照明器具が1対1に対応するように対応づけられている。 For example, address information is assigned to each operation unit, and the address information and the lighting fixture are associated in a one-to-one correspondence.

ターミナルユニット32は、伝送ユニット20から送信された信号をリレー40a~40dへ送信する機器である。ターミナルユニット32は、複数の端子を有し、当該複数の端子にリレー40a~40dが接続されている。 The terminal unit 32 is a device that transmits the signal transmitted from the transmission unit 20 to the relays 40a-40d. The terminal unit 32 has a plurality of terminals, and relays 40a to 40d are connected to the plurality of terminals.

リレー40a~40dは、それぞれに接続された照明器具50a~50dへの電力供給のオンおよびオフを切り替えるスイッチである。例えば、各リレーは、ターミナルユニット32から電力供給をオンする指示を受けた場合、自身に接続された照明器具への電力供給をオンし、電力供給をオフする指示を受けた場合、自身に接続された照明器具への電力供給をオフする。なお、ターミナルユニット32とリレー40a~40dとは一体に形成されていてもよい。 The relays 40a-40d are switches for switching on and off power supply to the lighting fixtures 50a-50d connected thereto. For example, when each relay receives an instruction to turn on the power supply from the terminal unit 32, it turns on the power supply to the lighting fixture connected to itself, and when it receives an instruction to turn off the power supply, it connects to itself. Turn off the power supply to the luminaire that has been turned off. Note that the terminal unit 32 and the relays 40a to 40d may be integrally formed.

また、ターミナルユニット32とリレー40a~40dに代えて、DALI(登録商標)方式のプロトコル変換アダプタとし、プロトコル変換アダプタと複数の照明器具50a~50dを通信線を介して接続するように構成してもよい。 Also, instead of the terminal unit 32 and the relays 40a to 40d, a DALI (registered trademark) protocol conversion adapter is used, and the protocol conversion adapter and the plurality of lighting fixtures 50a to 50d are connected via communication lines. good too.

照明器具50a~50dは、例えば、施設におけるフロアの天井等に設けられる。各照明器具は、例えば、伝送ユニット20からの信号によって、点灯および消灯の切り替え、並びに、調光率(明るさ)の変更が可能となっている。照明器具の光源は、LED、蛍光灯等あるが、特に限定されない。 The lighting fixtures 50a to 50d are installed, for example, on the ceiling of the floor in the facility. Each lighting fixture can be switched on and off, and can change the dimming rate (brightness), for example, by a signal from the transmission unit 20 . The light source of the lighting fixture includes LEDs, fluorescent lamps, and the like, but is not particularly limited.

このような通信システム10によれば、制御対象とスイッチ31とを一対一に接続する配線が不要となる。通信システム10では、2線からなる信号線60のみでよい。これにより、例えば、大規模な建物において通信システム10における配線を少なくすることができる。 According to such a communication system 10, wiring for connecting the controlled object and the switch 31 one-to-one is unnecessary. In the communication system 10, only the signal line 60 consisting of two lines is required. This allows, for example, less wiring in the communication system 10 in a large building.

以上、通信システム10において、制御対象を照明器具に適用した例を説明したが、制御対象は、照明器具に限らない。通信システム10は、空調設備等、他の機器を制御する様に構成してもよい。 As described above, in the communication system 10, an example in which the controlled object is applied to the lighting equipment has been described, but the controlled object is not limited to the lighting equipment. The communication system 10 may be configured to control other equipment such as air conditioners.

通信システム10において、接続端末の数を増加させる、あるいは、端末間での信号の情報を増加させる場合、システムのレスポンスを維持するために、信号の周波数を高周波化する対応がとられる。信号線で送信する電圧信号を高周波化すると、反射波による影響が顕在化してくる。 In the communication system 10, when the number of connected terminals is increased or the information of signals between terminals is increased, measures are taken to increase the frequency of signals in order to maintain the response of the system. When the voltage signal transmitted through the signal line is increased in frequency, the influence of the reflected wave becomes apparent.

従来は、通信システムに接続されるそれぞれの通信端末がインピーダンス整合回路を入力側に備えることで、反射波の影響を防止していた。しかし、従来の課題で説明したように、通信端末の数が増えると、伝送ユニットから送られる電圧信号が減衰し、信号が読み取れないおそれがある。本開示における通信端末は、反射波による影響を受けることなく、信号の減衰も抑制する構成を有している。 Conventionally, each communication terminal connected to a communication system has an impedance matching circuit on the input side to prevent the influence of reflected waves. However, as described in the conventional problem, when the number of communication terminals increases, the voltage signal sent from the transmission unit may be attenuated and the signal may not be read. A communication terminal according to the present disclosure has a configuration that suppresses signal attenuation without being affected by reflected waves.

図2に本実施形態の通信端末100を含む通信システム10の構成図を示す。以降の説明において、図1に示す通信システム10における通信端末30の内、信号を送信する端末を通信端末100とし、信号を受信する端末を受信端末300-1~300-2とし、各受信端末300-1、300-2に接続される信号線をそれぞれ伝送線路600-1、600-2として説明する。尚、図1に示した通信端末30は何れも信号を送信する場合は、通信端末100となり、信号を送信しない場合は、受信端末300-1等として動作する。本実施形態の通信端末100及び受信端末300-1、300-2は何れも、入力に終端抵抗を備えていない。これによって、従来の課題であった電圧信号の減衰を防ぐことができる。尚、受信端末は300-1、300-2のみを示しているが、更に複数の受信端末を有していても良いことはもちろんである。 FIG. 2 shows a configuration diagram of a communication system 10 including the communication terminal 100 of this embodiment. In the following description, of the communication terminals 30 in the communication system 10 shown in FIG. Signal lines connected to 300-1 and 300-2 are described as transmission lines 600-1 and 600-2, respectively. Any of the communication terminals 30 shown in FIG. 1 operates as the communication terminal 100 when transmitting a signal, and operates as the receiving terminal 300-1 or the like when not transmitting a signal. None of the communication terminal 100 and the receiving terminals 300-1 and 300-2 of this embodiment has a terminating resistor at the input. As a result, it is possible to prevent attenuation of the voltage signal, which has been a conventional problem. Although only the receiving terminals 300-1 and 300-2 are shown, it is of course possible to have a plurality of receiving terminals.

本実施形態の通信システム10においては、通信端末100の出力インピーダンスを調整することにより反射波の抑制を行うものである。但し、常にインピーダンス調整を行うことは、低いインピーダンスが常時伝送線路に接続されることになり、伝送線路へ影響を及ぼすおそれがある。そこで、本実施形態の通信システム10においては、電圧信号Vs1を送信している期間、出力インピーダンスを調整する構成を取っている。 In the communication system 10 of the present embodiment, reflected waves are suppressed by adjusting the output impedance of the communication terminal 100 . However, constant impedance adjustment means that a low impedance is always connected to the transmission line, which may affect the transmission line. Therefore, the communication system 10 of this embodiment is configured to adjust the output impedance while the voltage signal Vs1 is being transmitted.

本実施形態の通信端末100は、送信回路110とインピーダンス調整回路120を有している。インピーダンスR1は、通信端末100の入力インピーダンスである。具体的には、インピーダンスR1は、通信端末100が備える電源回路のインピーダンスに相当し、高インピーダンスに設定されている。 A communication terminal 100 of this embodiment has a transmission circuit 110 and an impedance adjustment circuit 120 . Impedance R1 is the input impedance of communication terminal 100 . Specifically, the impedance R1 corresponds to the impedance of the power supply circuit provided in the communication terminal 100, and is set to a high impedance.

送信回路110は、電圧信号Vs1を送信するための回路である。送信回路110は、通信システム10において、伝送ユニット20、通信端末100、受信端末300-1、300-2の全てが同様の構成を備えている。 The transmission circuit 110 is a circuit for transmitting the voltage signal Vs1. In the communication system 10, the transmission circuit 110 has the same configuration in all of the transmission unit 20, the communication terminal 100, and the receiving terminals 300-1 and 300-2.

送信回路110は、図示しない第1の基準電圧VHに電圧を重畳した電圧信号Vs1を生成し、出力インピーダンスRtxを介して、伝送線路600-3に出力する。電圧信号Vs1は、例えば、第1の基準電圧VHから負に振れる電圧を重畳した電圧信号である。出力インピーダンスRtxは、通信端末100の送信回路110の構成によって決まるインピーダンスである。 The transmission circuit 110 generates a voltage signal Vs1 by superimposing a voltage on a first reference voltage VH (not shown), and outputs it to the transmission line 600-3 via the output impedance Rtx. The voltage signal Vs1 is, for example, a voltage signal obtained by superimposing a voltage that swings negatively from the first reference voltage VH. Output impedance Rtx is an impedance determined by the configuration of transmission circuit 110 of communication terminal 100 .

送信回路110は、等価的に出力インピーダンスRtxとスイッチング素子Tr1の直列回路により構成されている。送信回路110が電圧信号Vs1を送信するときには、マイコン等によって生成されたシリアル信号V_Rxにより、スイッチング素子Tr1をオンオフさせることにより、シリアル信号V_Rxに同期した電圧信号Vs1が、伝送線路600-3に出力される。 The transmission circuit 110 is equivalently composed of a series circuit of an output impedance Rtx and a switching element Tr1. When the transmission circuit 110 transmits the voltage signal Vs1, the voltage signal Vs1 synchronized with the serial signal V_Rx is output to the transmission line 600-3 by turning on and off the switching element Tr1 according to the serial signal V_Rx generated by a microcomputer or the like. be done.

インピーダンス調整回路120は、インピーダンス調整素子Raとスイッチング素子Tr2と基準電圧Vupにより構成され、送信回路110に並列に接続されている。インピーダンス調整回路120は、通信端末100内の図示しない電源回路内の所定の基準電圧Vupからスイッチング素子Tr2を介してインピーダンス調整素子Raを送信回路110に並列に接続するための回路である。基準電圧Vupは第1の基準電圧VHと同じ値としてもよいし、通信端末100の電源回路内の別の基準電圧としてもよい。スイッチング素子Tr2は、インピーダンス調整制御信号Vaによって、電圧信号Vs1を送信する期間にオンするように構成されている。後述するように、インピーダンス調整制御信号Vaは、通信端末100の制御回路を構成するマイコン等によって、シリアル信号V_Rxとタイミングを合わせて生成される。インピーダンス調整回路120は、インピーダンス調整制御信号Vaがハイレベル(高電位)のとき、アクティブ(動作状態)になり、ローレベル(低電位)のとき非アクティブ(停止状態)になる。具体的には、インピーダンス調整制御信号Vaがハイレベルのときに、スイッチング素子Tr2がオンとなり、基準電圧Vupがインピーダンス調整素子Raを介して、送信回路110の一端に接続されることで、通信端末100の出力インピーダンスが調整される。 The impedance adjustment circuit 120 includes an impedance adjustment element Ra, a switching element Tr2, and a reference voltage Vup, and is connected in parallel to the transmission circuit 110 . Impedance adjustment circuit 120 is a circuit for connecting impedance adjustment element Ra in parallel to transmission circuit 110 via switching element Tr2 from a predetermined reference voltage Vup in a power supply circuit (not shown) in communication terminal 100 . The reference voltage Vup may be the same value as the first reference voltage VH, or may be another reference voltage within the power supply circuit of the communication terminal 100 . The switching element Tr2 is configured to be turned on by the impedance adjustment control signal Va during the period during which the voltage signal Vs1 is transmitted. As will be described later, the impedance adjustment control signal Va is generated by a microcomputer or the like that constitutes the control circuit of the communication terminal 100 in synchronization with the serial signal V_Rx. The impedance adjustment circuit 120 becomes active (operating state) when the impedance adjustment control signal Va is at high level (high potential), and becomes inactive (stopped state) when it is at low level (low potential). Specifically, when the impedance adjustment control signal Va is at a high level, the switching element Tr2 is turned on, and the reference voltage Vup is connected to one end of the transmission circuit 110 via the impedance adjustment element Ra. 100 output impedance is adjusted.

インピーダンス調整素子Raは、インピーダンスRtxに比べて十分に大きい値に設定されている。従って、インピーダンス調整制御信号Vaがハイレベルとなり、スイッチング素子Tr2がオンすると、出力端子T1には、インピーダンスRaを介して、基準電圧Vupが出力されることになる。 The impedance adjusting element Ra is set to a value sufficiently larger than the impedance Rtx. Therefore, when the impedance adjustment control signal Va becomes high level and the switching element Tr2 is turned on, the reference voltage Vup is output to the output terminal T1 via the impedance Ra.

インピーダンス調整素子Raは、伝送線路600-3の特性インピーダンスR0と同等であることが好ましい。各受信端末300-1、300-2からの反射波は、通信端末100に入力される。従って、インピーダンス調整素子Raを特性インピーダンスR0と合わせることにより、通信端末100は、反射波を出力しなくなるため、電圧信号Vs1を歪ませることが無く、正常なデータ送信が可能となる。但し、インピーダンス調整素子Raは、完全に特性インピーダンスR0と一致させる必要は無い。各受信端末300-1、300-2における電圧信号Vs1の読取に影響を及ぼさない程度のインピーダンスの誤差は許容される。 The impedance adjustment element Ra is preferably equal to the characteristic impedance R0 of the transmission line 600-3. Reflected waves from receiving terminals 300 - 1 and 300 - 2 are input to communication terminal 100 . Therefore, by matching the impedance adjustment element Ra with the characteristic impedance R0, the communication terminal 100 does not output reflected waves, so normal data transmission is possible without distorting the voltage signal Vs1. However, the impedance adjusting element Ra does not have to match the characteristic impedance R0 completely. Impedance errors are allowed to the extent that they do not affect the reading of the voltage signal Vs1 at each receiving terminal 300-1, 300-2.

本実施形態のインピーダンス調整回路120が動作状態において、通信端末100の出力インピーダンスは、スイッチング素子Tr1がオンのときには、インピーダンスRtx、Ra、R1の合成インピーダンスとなり、スイッチング素子Tr1がオフのときには、インピーダンスRaとR1の合成インピーダンスとなる。電圧信号Vs1を送信しないときは、インピーダンス調整回路120を停止状態とすることで、インピーダンス調整素子Raが切り離されるので、通信端末100の出力インピーダンスはR1となり、高インピーダンスとなる。 When the impedance adjustment circuit 120 of the present embodiment is in an operating state, the output impedance of the communication terminal 100 is the combined impedance of the impedances Rtx, Ra, and R1 when the switching element Tr1 is on, and the impedance Ra when the switching element Tr1 is off. and R1. When the voltage signal Vs1 is not transmitted, the impedance adjustment circuit 120 is brought into a stopped state, thereby disconnecting the impedance adjustment element Ra, so that the output impedance of the communication terminal 100 becomes R1, which is a high impedance.

図3に本実施形態の通信端末100の送信回路110とインピーダンス調整回路120の具体回路構成を示す。通信端末100は、送信回路110とインピーダンス調整回路120が、出力端子T1-T2に対して、並列的に接続されている。 FIG. 3 shows specific circuit configurations of the transmission circuit 110 and the impedance adjustment circuit 120 of the communication terminal 100 of this embodiment. In communication terminal 100, transmission circuit 110 and impedance adjustment circuit 120 are connected in parallel to output terminals T1 and T2.

送信回路110は、通信端末100の電源回路の等価インピーダンスR1に並列に接続され、シリアル信号V_Rxと同期した電圧が重畳された電圧信号Vs1を出力する回路である。シリアル信号V_Rxは、伝送線路に出力する電圧信号Vs1と同期した信号である。シリアル信号V_Rxは、通信端末100が有するマイコン(図示しない)によって生成される。 The transmission circuit 110 is a circuit that is connected in parallel to the equivalent impedance R1 of the power supply circuit of the communication terminal 100 and outputs a voltage signal Vs1 in which a voltage synchronized with the serial signal V_Rx is superimposed. The serial signal V_Rx is a signal synchronized with the voltage signal Vs1 output to the transmission line. Serial signal V_Rx is generated by a microcomputer (not shown) of communication terminal 100 .

送信回路110は、マイコンからのシリアル信号V_Rxを受けて、オペアンプAMPで反転させた信号でトランジスタQ1(以下Q1と記す)を駆動し、出力端子T1-T2間に、第1の基準電圧VHにシリアル信号V_Rxと同期した電圧を重畳された電圧信号Vs1を出力する。送信回路110によって、インピーダンスRtxが、伝送線路への出力端子T1-T2に接続されることになる。 The transmission circuit 110 receives the serial signal V_Rx from the microcomputer, drives the transistor Q1 (hereinafter referred to as Q1) with the signal inverted by the operational amplifier AMP, and supplies the first reference voltage VH between the output terminals T1 and T2. It outputs a voltage signal Vs1 in which a voltage synchronized with the serial signal V_Rx is superimposed. The transmit circuit 110 causes the impedance Rtx to be connected to the output terminals T1-T2 to the transmission line.

インピーダンス調整回路120は、基準電圧VupにPMOSFETであるQ2(以下Q2と記す)を介して、出力端子T1に接続されるインピーダンス調整素子RaとコンデンサC1の直列回路と、Q2のオンオフを制御するNMOSFETであるQ3(以下Q3と記す)から構成されている。 The impedance adjustment circuit 120 includes a series circuit of an impedance adjustment element Ra and a capacitor C1 connected to the output terminal T1 via a PMOSFET Q2 (hereinafter referred to as Q2) to the reference voltage Vup, and an NMOSFET for controlling the on/off of Q2. is composed of Q3 (hereinafter referred to as Q3).

Q2のソース端子は、基準電圧Vupに接続され、Q2のドレイン端子はインピーダンス調整素子Raの一端に接続されている。Q2のゲート端子は、基準電圧Vupに一端が接続された抵抗R3の他端が接続され、更にQ3のドレイン端子が接続されている。Q3のソース端子は、回路グランドGNDに接続されている。Q3のゲート端子は、マイコンで生成されたインピーダンス調整回路120のインピーダンス調整制御信号Vaが入力される。 A source terminal of Q2 is connected to the reference voltage Vup, and a drain terminal of Q2 is connected to one end of the impedance adjustment element Ra. The gate terminal of Q2 is connected to the other end of a resistor R3, one end of which is connected to the reference voltage Vup, and is further connected to the drain terminal of Q3. The source terminal of Q3 is connected to circuit ground GND. The gate terminal of Q3 receives the impedance adjustment control signal Va of the impedance adjustment circuit 120 generated by the microcomputer.

インピーダンス調整回路120は、インピーダンス調整制御信号Vaがハイレベルの期間に動作状態になる。即ち、インピーダンス調整制御信号Vaがハイレベルになると、Q3がオンして、Q2のゲート端子が低電位となり、Q2のソース-ドレイン端子間がオンする。すると、基準電圧Vupが、インピーダンス調整素子RaとコンデンサC1を介して出力端子T1に出力されることになる。コンデンサC1は、出力端子T1から直流電圧がインピーダンス調整回路120への流入を防止する直流カット用のコンデンサである。コンデンサC1の容量値は、インピーダンス調整素子Raに対して、十分に小さなインピーダンスに設定される。 The impedance adjustment circuit 120 becomes operative while the impedance adjustment control signal Va is at high level. That is, when the impedance adjustment control signal Va becomes high level, Q3 is turned on, the gate terminal of Q2 becomes low potential, and the source-drain terminal of Q2 is turned on. Then, the reference voltage Vup is output to the output terminal T1 through the impedance adjustment element Ra and the capacitor C1. The capacitor C1 is a DC cut capacitor that prevents a DC voltage from flowing into the impedance adjustment circuit 120 from the output terminal T1. The capacitance value of the capacitor C1 is set to a sufficiently small impedance with respect to the impedance adjusting element Ra.

次にインピーダンス調整回路120の動作タイミングについて説明する。図4は、インピーダンス調整制御信号Vaとシリアル信号V_Rxの動作タイミングを示している。シリアル信号V_Rxがハイレベルとローレベルを繰り返している期間T0が、電圧信号Vs1を送信する期間である。インピーダンス調整制御信号Vaがハイレベルの期間は、インピーダンス調整回路120が動作状態となり、ローレベルの期間は、インピーダンス調整回路120が停止状態となる。 Next, operation timing of the impedance adjustment circuit 120 will be described. FIG. 4 shows operation timings of the impedance adjustment control signal Va and the serial signal V_Rx. The period T0 during which the serial signal V_Rx repeats high level and low level is the period during which the voltage signal Vs1 is transmitted. While the impedance adjustment control signal Va is high level, the impedance adjustment circuit 120 is in an operating state, and in a low level period, the impedance adjustment circuit 120 is in a non-operating state.

インピーダンス調整制御信号Vaは、シリアル信号V_Rxの開始(期間T0の開始)より時間Td1だけ早くハイレベルとなり、シリアル信号V_Rxの終了(期間T0の終了)より時間Td2だけ遅くローレベルとなる。従って、インピーダンス調整回路120は、電圧信号Vs1によるデータ送信を開始するより所定時間Td1だけ前に動作を開始する。また、インピーダンス調整回路120は、電圧信号Vs1によるデータ送信が終了した後、所定の時間Td2だけ後に動作を停止する。 The impedance adjustment control signal Va becomes high level earlier by time Td1 than the start of the serial signal V_Rx (start of period T0), and becomes low level later by time Td2 than the end of the serial signal V_Rx (end of period T0). Therefore, the impedance adjustment circuit 120 starts operating a predetermined time Td1 before starting data transmission by the voltage signal Vs1. Also, the impedance adjustment circuit 120 stops operating after a predetermined time Td2 after data transmission by the voltage signal Vs1 is completed.

電圧信号Vs1によるデータ送信を開始するよりも所定の時間Td1だけ前に動作を開始する理由としては、インピーダンス調整回路120のセットアップ時間として有効なためである。インピーダンス調整回路120には、コンデンサC1が直列に接続されており、データ送信を開始するよりも前に、伝送線路の出力端子T1の電位にコンデンサC1をセットする期間として作用する。これにより、データ送信の開始直後に電位が不安定となることを防止することができる。 The reason for starting the operation by the predetermined time Td1 before starting data transmission by the voltage signal Vs1 is that it is effective as a setup time for the impedance adjustment circuit 120 . A capacitor C1 is connected in series to the impedance adjustment circuit 120, and acts as a period for setting the capacitor C1 to the potential of the output terminal T1 of the transmission line before starting data transmission. This can prevent the potential from becoming unstable immediately after the start of data transmission.

電圧信号Vs1によるデータ送信を終了した後、所定の時間Td2だけ後に動作を終了する理由としては、各受信端末から返ってくる反射波が残存することを防ぐ効果がある。シリアル信号V_Rxの終了(データ送信の終了)と同時にインピーダンス調整回路120が動作を停止した場合、少なくとも最後に送信したデータに相当する電圧信号Vs1の反射波を、伝送線路の特性インピーダンスと整合していない高インピーダンスR1で受けることになる。この場合、伝送線路内に反射波が残存し、次にデータ送信を行う際に影響を及ぼすおそれがある。適切な時間Td2だけ、インピーダンス調整回路12の動作を延長させることにより、反射波が伝送線路に残存することを抑制することができる。 The reason why the operation is terminated after the predetermined time Td2 after the data transmission by the voltage signal Vs1 is terminated is to prevent the reflected waves returned from each receiving terminal from remaining. When the impedance adjustment circuit 120 stops operating at the same time as the end of the serial signal V_Rx (end of data transmission), at least the reflected wave of the voltage signal Vs1 corresponding to the last transmitted data matches the characteristic impedance of the transmission line. will be received by the high impedance R1. In this case, the reflected wave remains in the transmission line, which may affect the next data transmission. By extending the operation of the impedance adjustment circuit 12 by an appropriate time Td2, it is possible to suppress the reflected wave from remaining on the transmission line.

なお、本発明は上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内において種々の変更や改良が可能であることは勿論である。 It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications thereof, and it goes without saying that various modifications and improvements are possible within the scope of the matters described in the claims of the present application. .

10 通信システム、20 伝送ユニット、30、100 通信端末、31 スイッチ、32 ターミナルユニット、40 リレー、50 負荷(照明器具)、60 信号線(伝送線路)、110 送信回路、120 インピーダンス調整回路
10 communication system, 20 transmission unit, 30, 100 communication terminal, 31 switch, 32 terminal unit, 40 relay, 50 load (lighting fixture), 60 signal line (transmission line), 110 transmission circuit, 120 impedance adjustment circuit

Claims (8)

所定の第1の基準電圧に電圧が重畳された電圧信号を信号線を介して送信する通信端末であって、
前記電圧信号によりデータを送信する期間、出力インピーダンスを切替えるインピーダンス調整回路を有する
通信端末。
A communication terminal that transmits, via a signal line, a voltage signal in which a voltage is superimposed on a predetermined first reference voltage,
A communication terminal having an impedance adjustment circuit that switches output impedance during a period of data transmission by the voltage signal.
前記インピーダンス調整回路は、前記データの送信が終了した後に動作を停止する、
請求項1に記載の通信端末。
The impedance adjustment circuit stops operating after the transmission of the data is completed.
The communication terminal according to claim 1.
前記インピーダンス調整回路は、前記データの送信を開始するより前から動作を開始する、
請求項1または2に記載の通信端末。
The impedance adjustment circuit starts operating before starting transmission of the data.
A communication terminal according to claim 1 or 2.
前記インピーダンス調整回路は、前記出力インピーダンスを前記信号線の特性インピーダンスに切替える、
請求項1~3の何れか一項に記載の通信端末。
the impedance adjustment circuit switches the output impedance to the characteristic impedance of the signal line;
A communication terminal according to any one of claims 1 to 3.
前記インピーダンス調整回路は、
インピーダンス調整素子を有し、
前記インピーダンス調整素子は、前記信号線の一方に一端を接続され、他端をスイッチを介して前記通信端末が有する電源回路の所定の電圧に接続される、
請求項1~4の何れか一項に記載の通信端末。
The impedance adjustment circuit is
having an impedance adjustment element,
The impedance adjustment element has one end connected to one of the signal lines and the other end connected to a predetermined voltage of a power supply circuit of the communication terminal via a switch.
A communication terminal according to any one of claims 1 to 4.
前記インピーダンス調整回路は、前記インピーダンス調整素子に直列に接続される直流カット用のコンデンサを有する、
請求項1~5の何れか一項に記載の通信端末。
The impedance adjustment circuit has a DC cut capacitor connected in series with the impedance adjustment element,
A communication terminal according to any one of claims 1 to 5.
前記電源回路の所定の電圧は、前記第1の基準電圧と異なる電圧である、
請求項1~6の何れか一項に記載の通信端末。
the predetermined voltage of the power supply circuit is a voltage different from the first reference voltage;
A communication terminal according to any one of claims 1 to 6.
請求項1~7の何れか一項に記載の通信端末と、
前記通信端末から送信された前記データを受信する1以上の受信端末と、
を備える通信システム。
A communication terminal according to any one of claims 1 to 7;
one or more receiving terminals that receive the data transmitted from the communication terminal;
communication system.
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