JP3390359B2 - 広帯域高調波除去フィルタ - Google Patents
広帯域高調波除去フィルタInfo
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- JP3390359B2 JP3390359B2 JP04941499A JP4941499A JP3390359B2 JP 3390359 B2 JP3390359 B2 JP 3390359B2 JP 04941499 A JP04941499 A JP 04941499A JP 4941499 A JP4941499 A JP 4941499A JP 3390359 B2 JP3390359 B2 JP 3390359B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、商用電力を供給す
る高圧／低圧配電線路などの電力線路をデータ信号の伝
送路として使用し、変調された搬送信号を電力波に重畳
させて各種の監視・制御・計測データを伝送する電力線
搬送方式における、電力線搬送信号受信装置に好適な広
帯域高調波除去フィルタの改良に関するものである。
る高圧／低圧配電線路などの電力線路をデータ信号の伝
送路として使用し、変調された搬送信号を電力波に重畳
させて各種の監視・制御・計測データを伝送する電力線
搬送方式における、電力線搬送信号受信装置に好適な広
帯域高調波除去フィルタの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】電力線搬送方式においては、一般に配電
線路に商用周波の歪みに起因する高調波が存在するの
で、配電線路に存在する高調波の除去と、高速のデータ
伝送のための広帯域の伝送特性の両立性が重要となる。
線路に商用周波の歪みに起因する高調波が存在するの
で、配電線路に存在する高調波の除去と、高速のデータ
伝送のための広帯域の伝送特性の両立性が重要となる。
【０００３】従来、データ信号に対する雑音となる商用
周波の高調波を除去するための公知の方法としては、商
用周波数に同期させて搬送信号から商用周波の１周期前
の搬送信号を減算する差分フィルタが用いられる。
周波の高調波を除去するための公知の方法としては、商
用周波数に同期させて搬送信号から商用周波の１周期前
の搬送信号を減算する差分フィルタが用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】近年における配電系統
の自動制御化の著しい進展に伴い、伝送すべきデータ信
号量が飛躍的に増加しつつあり、データ伝送速度をより
一層高速化する要求が高まっている。ここで、差分フィ
ルタを用いて高調波を除去する場合は、伝送帯域中に商
用周波の高調波次数毎にゲインの零点が存在することか
ら、この零点の存在を前提とした変復調方式とせざるを
得ず、すなわち、信号伝送帯域中に差分フィルタの零点
が含まれないように、使用する伝送帯域として商用周波
の各高調波間の狭い帯域に限定する必要があり、変調速
度は２５〜３０ボー程度の低速度に制限される。
の自動制御化の著しい進展に伴い、伝送すべきデータ信
号量が飛躍的に増加しつつあり、データ伝送速度をより
一層高速化する要求が高まっている。ここで、差分フィ
ルタを用いて高調波を除去する場合は、伝送帯域中に商
用周波の高調波次数毎にゲインの零点が存在することか
ら、この零点の存在を前提とした変復調方式とせざるを
得ず、すなわち、信号伝送帯域中に差分フィルタの零点
が含まれないように、使用する伝送帯域として商用周波
の各高調波間の狭い帯域に限定する必要があり、変調速
度は２５〜３０ボー程度の低速度に制限される。
【０００５】また、商用周波に同期した変調区間の配置
を行い、商用周波の１周期前の情報を元に符号化した情
報で変調を行う変調方式も考えられるが、本方式は現時
点の情報と商用周波の１周期前の情報とを用いるので、
雑音から受ける影響が現時点と１周期前の２回となる結
果、雑音から受ける影響が大きい。 （発明の目的）本発明の目的は、上述の課題を解決し、
電力線搬送方式に必要な電力波の高調波の除去特性、な
らびに、高速データ伝送のための広帯域信号伝送特性の
両立を可能とする広帯域高調波除去フィルタを提供する
ことである。
を行い、商用周波の１周期前の情報を元に符号化した情
報で変調を行う変調方式も考えられるが、本方式は現時
点の情報と商用周波の１周期前の情報とを用いるので、
雑音から受ける影響が現時点と１周期前の２回となる結
果、雑音から受ける影響が大きい。 （発明の目的）本発明の目的は、上述の課題を解決し、
電力線搬送方式に必要な電力波の高調波の除去特性、な
らびに、高速データ伝送のための広帯域信号伝送特性の
両立を可能とする広帯域高調波除去フィルタを提供する
ことである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、電力線路の電力波に重畳される搬送信号
を受信する際に、前記電力波の高調波を広帯域に除去す
る広帯域高調波除去フィルタであって、前記電力波の周
波数に同期して、現時点の受信信号から前記電力波周波
数の１周期前の受信信号を減算する差分フィルタ処理手
段と、該差分フィルタ処理手段の出力を、前記搬送信号
の到来を検出しない時には積分せずにそのまま出力し、
前記搬送信号の到来を検出した時には前記電力波周波数
の１周期前から積分して出力する積分手段とを有するこ
とを特徴とするものである。
に、本発明は、電力線路の電力波に重畳される搬送信号
を受信する際に、前記電力波の高調波を広帯域に除去す
る広帯域高調波除去フィルタであって、前記電力波の周
波数に同期して、現時点の受信信号から前記電力波周波
数の１周期前の受信信号を減算する差分フィルタ処理手
段と、該差分フィルタ処理手段の出力を、前記搬送信号
の到来を検出しない時には積分せずにそのまま出力し、
前記搬送信号の到来を検出した時には前記電力波周波数
の１周期前から積分して出力する積分手段とを有するこ
とを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の一形態を
示す、電力線搬送信号受信用の広帯域高調波除去フィル
タのブロック図である。
示す、電力線搬送信号受信用の広帯域高調波除去フィル
タのブロック図である。
【０００８】広帯域高調波除去フィルタ１は、電力波の
周波数、たとえば商用周波数に同期させて受信信号（搬
送信号＋高調波ノイズ）から商用周波数の１周期（１サ
イクル）前の受信信号を減算するための遅延要素Ｄおよ
び反転要素（インバータ）Ｉを有する差分フィルタ２
と、該差分フィルタ２と同一の遅延要素Ｄおよびスイッ
チＳＷを有する積分器３とを縦続に接続することにより
構成され、かつ、差分フィルタ２の出力点に搬送波到来
判定回路４を接続するとともに、搬送波到来判定回路４
のオン出力により積分器３のスイッチＳＷをオンにし、
強制復帰用時限回路５の動作を開始させ、さらに、その
一定時限後に強制復帰用時限回路５により積分器３のス
イッチＳＷをオフにすると同時に搬送波到来判定回路４
のオン出力を停止させるように構成される。なお、積分
器３の出力側で搬送信号の消滅を検出することにより、
積分器３のスイッチＳＷのオフおよび搬送波到来判定回
路４のオン出力の停止を行わせるようにしてもよい。
周波数、たとえば商用周波数に同期させて受信信号（搬
送信号＋高調波ノイズ）から商用周波数の１周期（１サ
イクル）前の受信信号を減算するための遅延要素Ｄおよ
び反転要素（インバータ）Ｉを有する差分フィルタ２
と、該差分フィルタ２と同一の遅延要素Ｄおよびスイッ
チＳＷを有する積分器３とを縦続に接続することにより
構成され、かつ、差分フィルタ２の出力点に搬送波到来
判定回路４を接続するとともに、搬送波到来判定回路４
のオン出力により積分器３のスイッチＳＷをオンにし、
強制復帰用時限回路５の動作を開始させ、さらに、その
一定時限後に強制復帰用時限回路５により積分器３のス
イッチＳＷをオフにすると同時に搬送波到来判定回路４
のオン出力を停止させるように構成される。なお、積分
器３の出力側で搬送信号の消滅を検出することにより、
積分器３のスイッチＳＷのオフおよび搬送波到来判定回
路４のオン出力の停止を行わせるようにしてもよい。
【０００９】差分フィルタ２と積分器３とを縦続に接続
して構成した広帯域高調波除去フィルタ１は、その前段
を構成する差分フィルタ２が各高調波に対してゲインの
零点を有しているので、定常的な高調波すなわちレベル
および位相が変化しない高調波を完全に除去する特性を
もつ。しかし、実際の高調波成分は、電力系統に接続さ
れる様々な負荷の開閉により時々刻々変化するものであ
り、このような非定常的な高調波は前段の差分フィルタ
２を通過して後段の積分器３において蓄積されることに
なり、信号に対しては継続的な雑音となって、電力線搬
送方式の信頼性に大きな影響を与える。
して構成した広帯域高調波除去フィルタ１は、その前段
を構成する差分フィルタ２が各高調波に対してゲインの
零点を有しているので、定常的な高調波すなわちレベル
および位相が変化しない高調波を完全に除去する特性を
もつ。しかし、実際の高調波成分は、電力系統に接続さ
れる様々な負荷の開閉により時々刻々変化するものであ
り、このような非定常的な高調波は前段の差分フィルタ
２を通過して後段の積分器３において蓄積されることに
なり、信号に対しては継続的な雑音となって、電力線搬
送方式の信頼性に大きな影響を与える。
【００１０】したがって、本課題に対する対策として、
後段の積分器３に設けたスイッチＳＷを常時オフにして
おき、搬送波の到来の判定を前段の差分フィルタ２の出
力点において行い、搬送波の到来中のみ積分器３が積分
動作するように制御することにより、搬送波が到来する
以前の平常時は、高調波に変化があってもこれが積分器
３をそのまま通りすぎて蓄積されることがない。
後段の積分器３に設けたスイッチＳＷを常時オフにして
おき、搬送波の到来の判定を前段の差分フィルタ２の出
力点において行い、搬送波の到来中のみ積分器３が積分
動作するように制御することにより、搬送波が到来する
以前の平常時は、高調波に変化があってもこれが積分器
３をそのまま通りすぎて蓄積されることがない。
【００１１】また、差分フィルタ２と積分器３とを縦続
に接続して構成した系を使用するためには、差分フィル
タ２の出力により搬送波の到来を判定するため、差分フ
ィルタ２のゲイン零点の間の周波数の、一定長以上の無
変調搬送波を変調された搬送信号の先頭に付加する。な
お、搬送波到来検出後は積分器３が積分動作するため、
常に平坦な伝達特性が得られることから、搬送信号の変
調方式に特段の制約は生じない。
に接続して構成した系を使用するためには、差分フィル
タ２の出力により搬送波の到来を判定するため、差分フ
ィルタ２のゲイン零点の間の周波数の、一定長以上の無
変調搬送波を変調された搬送信号の先頭に付加する。な
お、搬送波到来検出後は積分器３が積分動作するため、
常に平坦な伝達特性が得られることから、搬送信号の変
調方式に特段の制約は生じない。
【００１２】図２は、図１の広帯域高調波除去フィルタ
１の動作を説明する図である。図２（ａ）に示すよう
に、広帯域高調波除去フィルタ１を動作させるために
は、送信側で変調されるデータ信号の先頭に、差分フィ
ルタ２のゲイン零点の間の周波数ｆA の、一定長以上の
無変調先行搬送波Ａを付加する。したがって、図２
（ｂ）に示すように、配電線路上を到来する受信信号
は、無変調先行搬送波Ａと、それに続くデータ信号Ｓ
に、商用周波の高調波Ｈが相加された形として到来す
る。
１の動作を説明する図である。図２（ａ）に示すよう
に、広帯域高調波除去フィルタ１を動作させるために
は、送信側で変調されるデータ信号の先頭に、差分フィ
ルタ２のゲイン零点の間の周波数ｆA の、一定長以上の
無変調先行搬送波Ａを付加する。したがって、図２
（ｂ）に示すように、配電線路上を到来する受信信号
は、無変調先行搬送波Ａと、それに続くデータ信号Ｓ
に、商用周波の高調波Ｈが相加された形として到来す
る。
【００１３】このような受信信号による差分フィルタ２
の出力は、レベルおよび位相が変化しない定常的な高調
波の場合は図２（ｃ）に示すようなものとなるので、差
分フィルタ２の出力点に接続されている搬送波到来判定
回路４において一定長以上の無変調先行搬送波Ａを検出
することで搬送波の到来を判定し、搬送波到来判定回路
４から積分器３のスイッチＳＷに対してオン出力を送っ
て積分器３のスイッチＳＷをオンとすれば、積分器３が
積分動作を開始するので、積分器３の出力は、図２
（ｄ）に示すように、そのゲインが２から１に変化する
とともに、その特性は平坦特性となる。なお、搬送波到
来判定回路４の出力は図２（ｅ）のようになる。
の出力は、レベルおよび位相が変化しない定常的な高調
波の場合は図２（ｃ）に示すようなものとなるので、差
分フィルタ２の出力点に接続されている搬送波到来判定
回路４において一定長以上の無変調先行搬送波Ａを検出
することで搬送波の到来を判定し、搬送波到来判定回路
４から積分器３のスイッチＳＷに対してオン出力を送っ
て積分器３のスイッチＳＷをオンとすれば、積分器３が
積分動作を開始するので、積分器３の出力は、図２
（ｄ）に示すように、そのゲインが２から１に変化する
とともに、その特性は平坦特性となる。なお、搬送波到
来判定回路４の出力は図２（ｅ）のようになる。
【００１４】図３は、差分フィルタ２の構成および伝達
特性を示す図であり、図３（ａ）は差分フィルタの構成
を示すブロック図、図３（ｂ）は同じく周波数−ゲイン
特性を示す図である。ここでは信号変換系の特性を記述
するために有用なｚ変換を用いて差分フィルタ２の特性
を説明する。
特性を示す図であり、図３（ａ）は差分フィルタの構成
を示すブロック図、図３（ｂ）は同じく周波数−ゲイン
特性を示す図である。ここでは信号変換系の特性を記述
するために有用なｚ変換を用いて差分フィルタ２の特性
を説明する。
【００１５】図３（ａ）において、入力信号をＸ
（ｚ）、出力信号をＹ（ｚ）、ｋ単位時間の遅延要素を
ｚ-k、反転要素を−１とすると、 Ｙ（ｚ）＝Ｘ（ｚ）−ｚ-kＸ（ｚ） （ｋ：整数） であるから、Ｘ（ｚ）→Ｙ（ｚ）の伝達特性ＨC （ｚ）
は、 ＨC （ｚ）＝Ｙ（ｚ）／Ｘ（ｚ）＝１−ｚ-k となり、ｚ＝ｅｘｐ（ｊ２πｆ／Ｆ）（Ｆ：標本化周波
数）を代入してＨC （ｚ）の周波数−ゲイン特性｜ＨC
（ｆ）｜を求めると、 ｜ＨC （ｆ）｜＝２｜ｓｉｎ｛（２πｆ／Ｆ）・（ｋ／
２）｝｜ となり、図３（ｂ）に示すように、｜ＨC （ｆ）｜はｆ
＝Ｆ／ｋおよびその整数倍の周波数において零点を有す
る特性となる。なお、電力線搬送方式に用いられる差分
フィルタ２の場合には、Ｆ／ｋ＝ω0 ／２π（ω0 ：商
用角速度）であって、ゲインの零点はω0 およびその整
数倍となる。
（ｚ）、出力信号をＹ（ｚ）、ｋ単位時間の遅延要素を
ｚ-k、反転要素を−１とすると、 Ｙ（ｚ）＝Ｘ（ｚ）−ｚ-kＸ（ｚ） （ｋ：整数） であるから、Ｘ（ｚ）→Ｙ（ｚ）の伝達特性ＨC （ｚ）
は、 ＨC （ｚ）＝Ｙ（ｚ）／Ｘ（ｚ）＝１−ｚ-k となり、ｚ＝ｅｘｐ（ｊ２πｆ／Ｆ）（Ｆ：標本化周波
数）を代入してＨC （ｚ）の周波数−ゲイン特性｜ＨC
（ｆ）｜を求めると、 ｜ＨC （ｆ）｜＝２｜ｓｉｎ｛（２πｆ／Ｆ）・（ｋ／
２）｝｜ となり、図３（ｂ）に示すように、｜ＨC （ｆ）｜はｆ
＝Ｆ／ｋおよびその整数倍の周波数において零点を有す
る特性となる。なお、電力線搬送方式に用いられる差分
フィルタ２の場合には、Ｆ／ｋ＝ω0 ／２π（ω0 ：商
用角速度）であって、ゲインの零点はω0 およびその整
数倍となる。
【００１６】図４は、積分器の構成および伝達特性を示
す図であり、図４（ａ）はスイッチＳＷを有しない積分
器の構成を示すブロック図、図４（ｂ）は同じく周波数
−ゲイン特性を示す図である。差分フィルタ２の場合と
同様に、ｚ変換を用いて積分器の特性を説明する。
す図であり、図４（ａ）はスイッチＳＷを有しない積分
器の構成を示すブロック図、図４（ｂ）は同じく周波数
−ゲイン特性を示す図である。差分フィルタ２の場合と
同様に、ｚ変換を用いて積分器の特性を説明する。
【００１７】図４（ａ）において、図３の差分フィルタ
２の場合と同様に、入力信号をＸ（ｚ）、出力信号をＹ
（ｚ）、ｋ単位時間の遅延要素をｚ-kとすると、 Ｙ（ｚ）＝Ｘ（ｚ）＋ｚ-kＹ（ｚ） （ｋ：整数） であるから、Ｘ（ｚ）→Ｙ（ｚ）の伝達特性ＨI （ｚ）
は、 ＨI （ｚ）＝Ｙ（ｚ）／Ｘ（ｚ）＝１／（１−ｚ-k） となり、ｚ＝ｅｘｐ（ｊ２πｆ／Ｆ）を代入して同様に
ＨI （ｚ）の周波数−ゲイン特性｜ＨI （ｆ）｜を求め
ると、 ｜ＨI （ｆ）｜＝１／２｜ｓｉｎ｛（２πｆ／Ｆ）・
（ｋ／２）｝｜ となって、図４（ｂ）に示すように、｜ＨI （ｆ）｜は
ｆ＝Ｆ／ｋおよびその整数倍の周波数において無限大に
発散する特性となり、すなわち、差分フィルタ２と逆特
性を有するものとなる。
２の場合と同様に、入力信号をＸ（ｚ）、出力信号をＹ
（ｚ）、ｋ単位時間の遅延要素をｚ-kとすると、 Ｙ（ｚ）＝Ｘ（ｚ）＋ｚ-kＹ（ｚ） （ｋ：整数） であるから、Ｘ（ｚ）→Ｙ（ｚ）の伝達特性ＨI （ｚ）
は、 ＨI （ｚ）＝Ｙ（ｚ）／Ｘ（ｚ）＝１／（１−ｚ-k） となり、ｚ＝ｅｘｐ（ｊ２πｆ／Ｆ）を代入して同様に
ＨI （ｚ）の周波数−ゲイン特性｜ＨI （ｆ）｜を求め
ると、 ｜ＨI （ｆ）｜＝１／２｜ｓｉｎ｛（２πｆ／Ｆ）・
（ｋ／２）｝｜ となって、図４（ｂ）に示すように、｜ＨI （ｆ）｜は
ｆ＝Ｆ／ｋおよびその整数倍の周波数において無限大に
発散する特性となり、すなわち、差分フィルタ２と逆特
性を有するものとなる。
【００１８】なお、図４（ｃ）に示すように、遅延要素
Ｄを含む回路にスイッチＳＷを加えた積分器３の場合に
は、スイッチＳＷがオフとなっている状態ではＹ（ｚ）
＝Ｘ（ｚ）であり、積分器３の伝達特性ＨI （ｚ）は常
に１となる。
Ｄを含む回路にスイッチＳＷを加えた積分器３の場合に
は、スイッチＳＷがオフとなっている状態ではＹ（ｚ）
＝Ｘ（ｚ）であり、積分器３の伝達特性ＨI （ｚ）は常
に１となる。
【００１９】以上の差分フィルタ２と積分器３とを縦続
に接続した伝達系を構成すると、同じ遅延要素Ｄを有す
る差分フィルタ２と積分器３とは、伝達特性において互
いに逆特性を有することから、これら両者を縦続に接続
した場合の伝達特性は、 ＨCI（ｚ）＝（１−ｚ-k）／（１−ｚ-k）＝１ となって、差分フィルタ２と積分器３とを縦続に接続す
ることにより、常に広帯域に平坦な伝達特性が実現でき
る。
に接続した伝達系を構成すると、同じ遅延要素Ｄを有す
る差分フィルタ２と積分器３とは、伝達特性において互
いに逆特性を有することから、これら両者を縦続に接続
した場合の伝達特性は、 ＨCI（ｚ）＝（１−ｚ-k）／（１−ｚ-k）＝１ となって、差分フィルタ２と積分器３とを縦続に接続す
ることにより、常に広帯域に平坦な伝達特性が実現でき
る。
【００２０】したがって、図２（ｄ）に示す積分器３の
出力は、無変調先行搬送波Ａの到来の検出以前は、積分
器３が積分動作していないことから、差分フィルタ２の
伝達特性によってゲインが２の出力が得られているが、
搬送波到来判定回路４において一定長以上の無変調先行
搬送波Ａを検出することで搬送波の到来を判定し、搬送
波到来判定回路４から積分器３のスイッチＳＷに対して
オン出力を送って積分器３が積分動作を開始すると、以
降、差分フィルタ２と積分器３との縦続接続系の出力は
ゲイン１の平坦特性となる。
出力は、無変調先行搬送波Ａの到来の検出以前は、積分
器３が積分動作していないことから、差分フィルタ２の
伝達特性によってゲインが２の出力が得られているが、
搬送波到来判定回路４において一定長以上の無変調先行
搬送波Ａを検出することで搬送波の到来を判定し、搬送
波到来判定回路４から積分器３のスイッチＳＷに対して
オン出力を送って積分器３が積分動作を開始すると、以
降、差分フィルタ２と積分器３との縦続接続系の出力は
ゲイン１の平坦特性となる。
【００２１】図２（ｄ）および図２（ｅ）に示すよう
に、定常的な高調波、すなわちレベルおよび位相が変化
しない高調波が受信信号に加わっている場合は、前段の
差分フィルタ２により高調波が完全に除去されるので、
搬送信号に関する差分フィルタ２の出力の積分値は搬送
信号の消滅とともに零に収束する。しかし、実際の高調
波成分は、電力系統に接続される様々な負荷の開閉によ
り時々刻々変化しており、高調波のレベルまたは位相に
ある時点で変化が生じ、元の状態に戻らない場合や、長
い周期で変化する場合は、変化分が差分フィルタ２を通
過して出力され、さらに後段の積分器３において蓄積さ
れて、最終的に元の高調波のレベルまたは位相に戻る
間、定常時からの変化分が連続的に出力され、搬送信号
に対する継続的な雑音となる。
に、定常的な高調波、すなわちレベルおよび位相が変化
しない高調波が受信信号に加わっている場合は、前段の
差分フィルタ２により高調波が完全に除去されるので、
搬送信号に関する差分フィルタ２の出力の積分値は搬送
信号の消滅とともに零に収束する。しかし、実際の高調
波成分は、電力系統に接続される様々な負荷の開閉によ
り時々刻々変化しており、高調波のレベルまたは位相に
ある時点で変化が生じ、元の状態に戻らない場合や、長
い周期で変化する場合は、変化分が差分フィルタ２を通
過して出力され、さらに後段の積分器３において蓄積さ
れて、最終的に元の高調波のレベルまたは位相に戻る
間、定常時からの変化分が連続的に出力され、搬送信号
に対する継続的な雑音となる。
【００２２】すなわち、図２（ｄ）に示す積分器３のス
イッチＳＷがオンとされて積分器３が積分動作を開始し
た後、搬送信号の消滅以前に高調波に非定常な変化が発
生すると、図２（ｆ）に示すように、積分器３のゲイン
が再び２となって、搬送波消滅の検出が不能となること
から、強制復帰機能が必要となる。
イッチＳＷがオンとされて積分器３が積分動作を開始し
た後、搬送信号の消滅以前に高調波に非定常な変化が発
生すると、図２（ｆ）に示すように、積分器３のゲイン
が再び２となって、搬送波消滅の検出が不能となること
から、強制復帰機能が必要となる。
【００２３】したがって、強制復帰用時限回路５は、無
変調先行搬送波Ａを検出したことを搬送波到来判定回路
４から報知されると時間の計数を開始し、無変調先行搬
送波Ａとデータ信号Ｓの継続時間を少し超える一定時限
が経過したとき、積分器３のスイッチＳＷをオフにする
と共に搬送波到来判定回路４のオン出力を停止させ、図
２（ｆ）および図２（ｇ）に示すように、積分器３のス
イッチＳＷおよび搬送波到来判定回路４を強制的に原状
復帰させる。
変調先行搬送波Ａを検出したことを搬送波到来判定回路
４から報知されると時間の計数を開始し、無変調先行搬
送波Ａとデータ信号Ｓの継続時間を少し超える一定時限
が経過したとき、積分器３のスイッチＳＷをオフにする
と共に搬送波到来判定回路４のオン出力を停止させ、図
２（ｆ）および図２（ｇ）に示すように、積分器３のス
イッチＳＷおよび搬送波到来判定回路４を強制的に原状
復帰させる。
【００２４】図５は、差分フィルタ２、積分器３、搬送
波到来判定回路４および強制復帰用時限回路５による広
帯域高調波除去フィルタ１を用いて構成した電力線搬送
信号受信回路の一例を示すブロック図であり、ここでは
変調方式として、直交位相偏移変復調方式を採用したも
のを示している。
波到来判定回路４および強制復帰用時限回路５による広
帯域高調波除去フィルタ１を用いて構成した電力線搬送
信号受信回路の一例を示すブロック図であり、ここでは
変調方式として、直交位相偏移変復調方式を採用したも
のを示している。
【００２５】図５において、配電線路Ｌを経由して伝送
されてきた搬送信号を受けて、バンドパスフィルタ６に
より所要の周波数帯域の受信信号のみを通過させ、差分
フィルタ２および積分器３の縦続接続により広帯域高調
波除去および安定したゲインの搬送信号検出を行い、同
相の検波器７および直交相の検波器８によりそれぞれ乗
算検波を行い、ローパスフィルタ１０，９を通過させて
高周波成分を除去し、４象限掛算器１１および位相補正
データの記憶回路１２において直交軸を修正する演算を
行う。このようにして得られた信号の同相成分および直
交成分に対して、符号判定回路１３，１４によって符号
を判定して対応するデータ信号に変換し、データ出力端
子ＲＤから出力する。なお、１７はローパスフィルタ
９，１０の出力を用いて搬送波の消滅を検出する搬送波
消滅判定回路、１８は商用周波逓倍回路、１９はπ／２
移相回路、２０はオアゲート、ＣＤは搬送波検出端子で
ある。
されてきた搬送信号を受けて、バンドパスフィルタ６に
より所要の周波数帯域の受信信号のみを通過させ、差分
フィルタ２および積分器３の縦続接続により広帯域高調
波除去および安定したゲインの搬送信号検出を行い、同
相の検波器７および直交相の検波器８によりそれぞれ乗
算検波を行い、ローパスフィルタ１０，９を通過させて
高周波成分を除去し、４象限掛算器１１および位相補正
データの記憶回路１２において直交軸を修正する演算を
行う。このようにして得られた信号の同相成分および直
交成分に対して、符号判定回路１３，１４によって符号
を判定して対応するデータ信号に変換し、データ出力端
子ＲＤから出力する。なお、１７はローパスフィルタ
９，１０の出力を用いて搬送波の消滅を検出する搬送波
消滅判定回路、１８は商用周波逓倍回路、１９はπ／２
移相回路、２０はオアゲート、ＣＤは搬送波検出端子で
ある。
【００２６】図５に示される電力線搬送信号受信回路
は、バンドパスフィルタ６および商用周波逓倍回路１８
を除いてソフトウエア（コンピュータ）により構成する
ことができる。図６はソフトウエアにより構成された電
力線搬送信号受信回路の動作を示すフローチャートであ
る。バンドパスフィルタ６の出力をサンプリングするご
とに割り込み処理により図６の動作を行う。ステップ１
でＡ／Ｄ変換処理を行い、ステップ２で差分フィルタ処
理を行い、ステップ３で搬送波検出中のフラグがセット
されているか否かを判別し、セットされていなければ、
ステップ４に進んで搬送波到来判定処理を行う。その結
果、搬送波到来を判定すると、ステップ５を経てステッ
プ６に進み、搬送波検出端子ＣＤの出力をハイレベルに
し、搬送波検出中のフラグをセットする。このフラグの
セットは積分器３のスイッチＳＷのオンに相当する。同
時に、ステップ８で強制復帰用時限回路５に相当するタ
イマをリセットし、タイマの計時を開始する。搬送波検
出中のフラグがセットされていなければ、ステップ９か
らステップ１１へ進み、レジスタＡを０にし、搬送波検
出中のフラグがセットされていれば、ステップ９からス
テップ１０へ進み、レジスタＡに商用周波の１周期前の
積分器３の出力を格納する。そして、ステップ１２で差
分フィルタ２の出力とレジスタＡの値とを加算して、積
分器３の出力として出力する。この出力に対してステッ
プ１３でバンドパスフィルタ処理を行い、ステップ１４
で同期検波処理（検波器７，８での処理に相当する）を
行い、ステップ１５でローパスフィルタ処理（ローパス
フィルタ９，１０での処理に相当する）を行い、ステッ
プ１６で位相補正処理（４象限掛算器１１および記憶回
路１２による処理）を行い、ステップ１７でデータ出力
端子ＲＤから同相データ信号と直交相データ信号を出力
する。ステップ１８を経てステップ１９で強制復帰用の
タイマを歩進させた後、ステップ２０で搬送波消滅判定
処理を行う。その結果、ステップ２１で搬送波の消滅を
判定すると、ステップ２３で搬送波検出端子ＣＤの出力
をローレベルに復帰させ、ステップ２４で搬送波検出中
のフラグのセットをクリアし、この割り込み処理を終了
する。ステップ２１で搬送波の消滅を判定しない場合で
も、ステップ２２で強制復帰用のタイマがタイムアップ
すると、ステップ２３で搬送波検出端子ＣＤの出力をロ
ーレベルに復帰させ、ステップ２４で搬送波検出中のフ
ラグのセットをクリアする。
は、バンドパスフィルタ６および商用周波逓倍回路１８
を除いてソフトウエア（コンピュータ）により構成する
ことができる。図６はソフトウエアにより構成された電
力線搬送信号受信回路の動作を示すフローチャートであ
る。バンドパスフィルタ６の出力をサンプリングするご
とに割り込み処理により図６の動作を行う。ステップ１
でＡ／Ｄ変換処理を行い、ステップ２で差分フィルタ処
理を行い、ステップ３で搬送波検出中のフラグがセット
されているか否かを判別し、セットされていなければ、
ステップ４に進んで搬送波到来判定処理を行う。その結
果、搬送波到来を判定すると、ステップ５を経てステッ
プ６に進み、搬送波検出端子ＣＤの出力をハイレベルに
し、搬送波検出中のフラグをセットする。このフラグの
セットは積分器３のスイッチＳＷのオンに相当する。同
時に、ステップ８で強制復帰用時限回路５に相当するタ
イマをリセットし、タイマの計時を開始する。搬送波検
出中のフラグがセットされていなければ、ステップ９か
らステップ１１へ進み、レジスタＡを０にし、搬送波検
出中のフラグがセットされていれば、ステップ９からス
テップ１０へ進み、レジスタＡに商用周波の１周期前の
積分器３の出力を格納する。そして、ステップ１２で差
分フィルタ２の出力とレジスタＡの値とを加算して、積
分器３の出力として出力する。この出力に対してステッ
プ１３でバンドパスフィルタ処理を行い、ステップ１４
で同期検波処理（検波器７，８での処理に相当する）を
行い、ステップ１５でローパスフィルタ処理（ローパス
フィルタ９，１０での処理に相当する）を行い、ステッ
プ１６で位相補正処理（４象限掛算器１１および記憶回
路１２による処理）を行い、ステップ１７でデータ出力
端子ＲＤから同相データ信号と直交相データ信号を出力
する。ステップ１８を経てステップ１９で強制復帰用の
タイマを歩進させた後、ステップ２０で搬送波消滅判定
処理を行う。その結果、ステップ２１で搬送波の消滅を
判定すると、ステップ２３で搬送波検出端子ＣＤの出力
をローレベルに復帰させ、ステップ２４で搬送波検出中
のフラグのセットをクリアし、この割り込み処理を終了
する。ステップ２１で搬送波の消滅を判定しない場合で
も、ステップ２２で強制復帰用のタイマがタイムアップ
すると、ステップ２３で搬送波検出端子ＣＤの出力をロ
ーレベルに復帰させ、ステップ２４で搬送波検出中のフ
ラグのセットをクリアする。
【００２７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電力線搬送方式に必要な電力波の高調波の除去特性、な
らびに、高速データ伝送のための広帯域信号伝送特性の
両立を可能とする広帯域高調波除去フィルタを提供する
ことができる。
電力線搬送方式に必要な電力波の高調波の除去特性、な
らびに、高速データ伝送のための広帯域信号伝送特性の
両立を可能とする広帯域高調波除去フィルタを提供する
ことができる。
【図１】本発明の実施の一形態である、電力線搬送信号
受信用の広帯域高調波除去フィルタを示すブロック図で
ある。
受信用の広帯域高調波除去フィルタを示すブロック図で
ある。
【図２】図１に示す広帯域高調波除去フィルタの動作を
説明する図である。
説明する図である。
【図３】差分フィルタの構成および伝達特性を示す図で
ある。
ある。
【図４】積分器の構成および伝達特性を示す図である。
【図５】本発明による広帯域高調波除去フィルタを用い
て構成した電力線搬送信号受信回路の一例を示すブロッ
ク図である。
て構成した電力線搬送信号受信回路の一例を示すブロッ
ク図である。
【図６】図５の電力線搬送信号受信回路をソフトウエア
により構成した場合の動作の一例を示すフローチャート
である。
により構成した場合の動作の一例を示すフローチャート
である。
１ 広帯域高調波除去フィルタ
２ 差分フィルタ
３ 積分器
４ 搬送波到来判定回路
５ 強制復帰用時限回路
６ バンドパスフィルタ
７ 検波器
８ 検波器
９ ローパスフィルタ
１０ ローパスフィルタ
１１ ４象限掛算器
１２ 記憶回路
１３ 符号判定回路
１４ 符号判定回路
１７ 搬送波消滅判定回路
１８ 商用周波逓倍回路
１９ 移相回路
Ａ 無変調先行搬送波
Ｄ 遅延要素
Ｆ 標本化周波数
Ｈ 高調波
ＨC （ｚ） 差分フィルタの伝達特性
ＨI （ｚ） 積分器の伝達特性
ＨCI（ｚ） 差分フィルタと積分器を縦続接続した場合
の伝達特性 Ｉ 反転回路 ｋ 整数（単位時間） Ｌ 配電線路 ＲＤ データ出力端子 Ｓ データ信号 ＳＷ スイッチ Ｘ（ｚ） 入力信号 Ｙ（ｚ） 出力信号
の伝達特性 Ｉ 反転回路 ｋ 整数（単位時間） Ｌ 配電線路 ＲＤ データ出力端子 Ｓ データ信号 ＳＷ スイッチ Ｘ（ｚ） 入力信号 Ｙ（ｚ） 出力信号
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(72)発明者 橋浦 嘉昭
宮城県仙台市青葉区一番町三丁目７番１
号 東北電力株式会社内
(72)発明者 駒沢 聰
東京都品川区東五反田２丁目２番７号
大崎電気工業株式会社内
(72)発明者 江守 崇
東京都品川区東五反田２丁目２番７号
大崎電気工業株式会社内
(72)発明者 浜組 剛
東京都品川区東五反田２丁目２番７号
大崎電気工業株式会社内
(56)参考文献 特開 平９−200095（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−63614（ＪＰ，Ａ)
特開 昭62−14508（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H04B 1/76
H04B 3/00
H04B 7/00
Claims (4)
- 【請求項１】 電力線路の電力波に重畳される搬送信号
を受信する際に、前記電力波の高調波を広帯域に除去す
る広帯域高調波除去フィルタであって、前記電力波の周
波数に同期して、現時点の受信信号から前記電力波周波
数の１周期前の受信信号を減算する差分フィルタ処理手
段と、該差分フィルタ処理手段の出力を、前記搬送信号
の到来を検出しない時には積分せずにそのまま出力し、
前記搬送信号の到来を検出した時には前記電力波周波数
の１周期前から積分して出力する積分手段とを有するこ
とを特徴とする広帯域高調波除去フィルタ。 - 【請求項２】 前記搬送信号の到来検出を前記差分フィ
ルタ処理手段の出力を用いて行うようにした請求項１記
載の広帯域高調波除去フィルタ。 - 【請求項３】 前記搬送信号の到来を検出した時から一
定時限後に、前記積分手段を、入力を積分せずにそのま
ま出力する状態に復帰させるようにした請求項１記載の
広帯域高調波除去フィルタ。 - 【請求項４】 前記搬送信号の到来検出以後、該搬送信
号の消滅を検出した時に、前記積分手段を、入力を積分
せずにそのまま出力する状態に復帰させるようにした請
求項１記載の広帯域高調波除去フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04941499A JP3390359B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 広帯域高調波除去フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04941499A JP3390359B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 広帯域高調波除去フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000252887A JP2000252887A (ja) | 2000-09-14 |
| JP3390359B2 true JP3390359B2 (ja) | 2003-03-24 |
Family
ID=12830418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04941499A Expired - Lifetime JP3390359B2 (ja) | 1999-02-26 | 1999-02-26 | 広帯域高調波除去フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3390359B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5637885B2 (ja) * | 2011-02-03 | 2014-12-10 | 大崎電気工業株式会社 | 通信装置 |
| CN114553263B (zh) * | 2022-04-27 | 2022-08-02 | 杭州禾迈电力电子股份有限公司 | 电力线载波通讯装置及方法 |
-
1999
- 1999-02-26 JP JP04941499A patent/JP3390359B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000252887A (ja) | 2000-09-14 |
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