JP3776639B2 - 配電線搬送通信装置 - Google Patents
配電線搬送通信装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3776639B2 JP3776639B2 JP25960099A JP25960099A JP3776639B2 JP 3776639 B2 JP3776639 B2 JP 3776639B2 JP 25960099 A JP25960099 A JP 25960099A JP 25960099 A JP25960099 A JP 25960099A JP 3776639 B2 JP3776639 B2 JP 3776639B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- carrier wave
- noise
- data signal
- voltage
- distribution line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力配電線を介して供給される交流電圧に高周波の搬送波を重畳させてデータ信号の送受信を行なう配電線搬送通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の配電線搬送通信装置の構成の一例を示す図である。同図の配電線搬送通信装置は、電力配電線９を介して供給されてきた正弦波の交流電圧から高周波のノイズを低減するコンデンサ２と交流電圧を変圧するトランス１とコンデンサ３を有する配電線結合部４と、配電線結合部４から出力された交流電圧のレベルを調整するアンプ１１３と、交流電圧に重畳された搬送波を抽出する信号受信部１１４と、搬送波の位置や有無等からデータ信号を再生するとともにデータ信号の送信時にデータ信号を出力する機能を有するマイコン（図示せず）と、データ信号の送信時にマイコンから出力されたデータ信号に応じて高い周波数で変動する搬送波を送信する搬送波送信部１１２を有する構成である。
【０００３】
搬送波送信部１１２から送信された搬送波はアンプ１１１と配電線結合部４を介して交流電圧に重畳され、他の配電線搬送通信装置へと送信されることとなる。
【０００４】
交流電圧に搬送波を重畳する方式にはいくつかの種類があるが、ここでは、その一例について図１２を用いて説明する。
【０００５】
同図は、交流電圧の１サイクルで２ビットのデータ信号を重畳する方式を示す図である。搬送波送信部１１２では、送信しようとするデジタル信号が０であれば交流電圧の半サイクルの例えば前半に搬送波が重畳されるようにし、デジタル信号が１であれば半サイクルの後半に搬送波が重畳されるようにする。すなわち、半サイクルで１ビットのデジタル信号が伝送されることとなる。
【０００６】
また、データ信号の送信時に搬送波を交流電圧に重畳させるときには、交流電圧がゼロレベルと交差するときのゼロクロス点を検出してパルス信号を発生し、交流電圧に対して搬送波を重畳するタイミングを同期させる同期信号としてこのパルス信号を利用して、ゼロクロス点から所定の時間だけ遅らせたタイミングで搬送波を交流電圧に重畳するようになっている。
【０００７】
同様に、データ信号の受信時に搬送波が交流電圧に重畳されている位置を検出するときには、このパルス信号と検出された搬送波との距離から搬送波の位置を検出するようになっている。
【０００８】
ところで、電力配電線９にはインバータ照明機器などの種々の機器が接続されている。図１４は、インバータ照明機器の電源回路の構成の一例を示す図である。同図の電源回路は、電力配電線９を介して供給される交流電源１４１からの電源電圧および電源電流が、ダイオード１４２，１４３，１４４，１４５で構成されるブリッジ回路およびこのブリッジ回路に並列に接続されたコンデンサ１４６を介して発振回路１４７に供給されるようになっている。
【０００９】
このような電源回路においては、電源電圧の電圧値がコンデンサ１４６に蓄積された充電電圧よりも高い電圧値となったときに電源電流が流れて発振回路１４７が作動するようになっている。このため、電源電流は、図１５に示すように、正側および負側のピークのタイミングが電源電圧のものとそれぞれ一致し、正側の電流が流れた後、ゼロレベルが一定時間継続してから負側に正側と対称な電流が流れるようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように電源電流が流れて発振回路１４７が作動したときには、発振回路１４７の内部で高周波のノイズが発生する。このノイズは、電源線を介して漏出するため、電源電圧には、図１３に示すように、電源電流が流れるタイミングでノイズが重畳されることとなる。
【００１１】
このため、電源電圧に重畳されたノイズが、データ信号として重畳させた搬送波と一部において重なる場合があり、信号受信部１１４においてデータ信号を判別することができず、正確なデータ信号の送受信ができなくなるおそれがあった。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ノイズが重畳した場合でも、正確にデータ信号を送受信し得る配電線搬送通信装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、データ信号を送信するときに、交流電圧の正側あるいは負側のいずれかの半サイクルにだけ搬送波を重畳する搬送波重畳手段と、データ信号を受信するときに、交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出して方形波を生成する方形波生成手段と、正サイクルの方形波と負サイクルの方形波の差分をとって搬送波と同じ周波数成分を有するノイズを除去するノイズ除去手段と、を有することを要旨とする。
【００１４】
本発明にあっては、ノイズが重畳される位置が交流電圧の頂点の周辺であることから、ノイズが正サイクルと負サイクルとで対称に現れること、また、ノイズの振幅と時間軸方向の幅は正サイクルと負サイクルとでほぼ同一であることに着目し、データ信号の送信時には、正側あるいは負側のいずれかの半サイクルにだけ搬送波を重畳させ、データ信号の受信時には、交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出して方形波を生成し、正サイクルの方形波と負サイクルの方形波との差分をとることで、交流電圧に重畳されていた搬送波と同じ周波数成分を有するノイズの方形波を除去して搬送波の方形波だけを抽出できるようにしている。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出して方形波を生成する方形波生成手段と、搬送波を重畳しない状態で、搬送波と同じ周波数成分を有するノイズの方形波を記憶しておくノイズ記憶手段と、データ信号を受信するときに、受信した交流電圧を用いて生成した方形波から記憶しておいたノイズの方形波を引いてノイズを除去するノイズ除去手段と、を有することを要旨とする。
【００１６】
本発明にあっては、搬送波を重畳しない状態で例えば１サイクル分あるいは半サイクル分のノイズの方形波を予め記憶しておき、データ信号を受信するときには、受信した交流電圧に基づいて生成した方形波から記憶しておいたノイズの方形波を１サイクルごとあるいは半サイクルごとに引いてノイズを除去するようにしたことで、ノイズを除去するために交流電圧の正側あるいは負側の半サイクルにだけしか搬送波を重畳することができない必要性をなくし、交流電圧の１サイクルで２ビットのデータ信号を伝送できるようにしている。
【００１７】
請求項３記載の本発明は、電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、データ信号を送信するときに、交流電圧の頂点を中心に所定の幅で同期信号用の搬送波を重畳させるとともに、この頂点から離れた位置に前記所定の幅とは異なる幅でデータ信号用の搬送波を重畳させる搬送波重畳手段と、データ信号を受信するときに、同期信号に対する位置と幅の違いからデータ信号を判別する信号判別手段と、を有することを要旨とする。
【００１８】
本発明にあっては、同期信号用の搬送波を、ノイズが重畳する電源電圧の頂点を中心に所定の幅で重畳させるとともに、電源電圧波形がゼロレベルに交差するゼロクロス点に近い位置にデータ信号用の搬送波を前記所定の幅とは異なる幅で重畳させて同期信号用の搬送波から離すことで、ノイズが重畳された場合でも同期信号に対するデータ信号の位置と幅からデータ信号の判別が精度良くできるようにしている。
【００１９】
請求項４記載の本発明は、電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、搬送波を重畳しない状態でノイズのレベルを検出して閾値のレベルを調整する閾値調整手段と、データ信号を受信するときに、前記閾値よりも高いレベルの搬送波をデータ信号として判別する信号判別手段と、を有することを要旨とする。
【００２０】
本発明にあっては、搬送波を重畳しない状態でノイズのレベルを検出してデータ信号かノイズかを判別するための閾値を、例えばノイズのレベルよりも高めに調整しておき、データ信号を受信するときには、前記閾値よりも高いレベルの搬送波をデータ信号として判別することで、ノイズを除去してデータ信号の判別が精度良くできるようにしている。
【００２１】
請求項５記載の本発明は、請求項４記載の配電線搬送通信装置において、データ信号を送信する前に、所定パターンのデータ信号用の搬送波を重畳する搬送波重畳手段を有し、前記閾値設定手段は、閾値のレベルを前記所定パターンのデータ信号のレベルとノイズのレベルとの間に設定することを要旨とする。
【００２２】
本発明にあっては、データ信号を送信する前に、所定パターンのデータ信号用の搬送波を重畳し、前記閾値のレベルをこの所定パターンのデータ信号のレベルとノイズのレベルとの間の例えば中央に設定することで、閾値のレベルの調整を容易にするとともに、データ信号を再生するときに、通常よりもレベルの高いノイズが入力してきた場合でも、これをデータ信号として誤って判別することを防止するようにしている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用する実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。同図の配電線搬送通信装置は、電力配電線９を介して供給されてきた正弦波の交流電圧から高周波のノイズを低減するコンデンサ２と交流電圧を変圧するトランス１とコンデンサ３を有する配電線結合部４と、配電線結合部４を介して出力された交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出するバンドパスフィルタ（Band Pass Filter、以下「ＢＰＦ」という）５と、搬送波の振幅（レベル）や時間軸方向の幅に応じて正の方形波を生成する検波回路６と、方形波を所定のクロックのタイミングでサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤコンバータ７と、ＡＤコンバータ７の出力結果に基づき、正サイクルと負サイクルとで方形波の差分をとる等の処理をするマイコン８と、データ信号の送信時にはマイコン８から出力されてくるデータ信号に対応して搬送波を送信する搬送波送信部１１２と、この搬送波の電圧レベルを調整するアンプ１１１を有する構成である。搬送波送信部１１２から出力された搬送波は、アンプ１１１と配電線結合部４を介して交流電圧に重畳され、この搬送波が重畳された交流電圧が電力配電線９を介して他の配電線搬送通信装置へ送信されることとなる。
【００２５】
ＢＰＦ５は、上述したように交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出するためのものであるが、ノイズが搬送波と同じ周波数成分を有する場合には、搬送波と共にこのようなノイズも抽出してしまう。
【００２６】
図２（ａ）は、交流電圧に搬送波が重畳されておらず、ノイズだけが重畳されている場合の電圧波形を示す図であり、同図（ｂ）は、検波回路６から出力されたノイズの方形波を示す図である。図２を参照しながら前述したノイズの発生原因から推察すると、ノイズが重畳される位置が交流電圧のピークの周辺であるためノイズは半サイクルごとに対称に現れるものであり、また、ノイズの振幅と時間軸方向の幅は、正サイクルと負サイクルとでほぼ同一であると考えられる。
【００２７】
このことから、本実施の形態は、高い周波数で変動する搬送波やノイズ等の変動電圧の振幅と時間軸方向の幅に対応して方形波を生成し、正サイクルと負サイクルとで方形波の差分をとることで、ノイズの方形波を除去して搬送波の方形波を抽出しようとするものである。
【００２８】
まず、データ信号を送信するときには、マイコン８から伝送されてくるタイミングに従って、搬送波送信部１１２で交流電圧の正側あるいは負側のいずれかの半サイクルにのみ重畳させるように搬送波を出力する。例えば、０を送信する場合には搬送波を正サイクルの前半に重畳し、１を送信する場合には搬送波を正サイクルの後半に重畳する。このように半サイクルにのみ搬送波を重畳するのは、データ信号を受信したときに正サイクルと負サイクルとで方形波の差分をとることにより、搬送波の方形波までもが除去されないようにするためである。なお、この場合は交流電圧の１サイクルで１ビットのデータ信号を伝送することとなる。
【００２９】
続いて、データ信号を受信するときの処理について図３と図４を用いて説明する。図３は、各ブロックの出力波形を示す図である。同図（ａ）は配電線結合部４から出力された電源電圧波形、同図（ｂ）はＢＰＦ５で所定の周波数成分だけを抽出した電圧波形、同図（ｃ）は検波回路６で電圧波形の振幅と幅から生成した方形波、同図（ｄ）はマイコン８で正サイクルの方形波と負サイクルの方形波との差分をとってノイズを除去した後の波形、をそれぞれ示している。また、図４は、ＡＤコンバータ７のサンプリング値の一例を示している。
【００３０】
マイコン８では、このように電圧波形を処理してノイズを除去した後、同図（ｄ）に示す方形波の位置が、正サイクルの前半にあるか後半にあるかにより、データ信号が０であるか１であるかを判定する。
【００３１】
したがって、本実施の形態によれば、検波回路６から出力された正サイクルの方形波と負サイクルの方形波との差分をとってノイズを除去することで、交流電圧の半サイクルにだけ重畳させた搬送波の方形波を抽出することができ、もって正確にデータ信号を送受信することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、０を送信する場合には搬送波を正サイクルの前半に重畳し、１を送信する場合には搬送波を正サイクルの後半に重畳することとしたが、搬送波を重畳する位置は正サイクルの前半と後半とで０と１とを逆にしてもよく、また、正サイクルに代えて負サイクルに搬送波を重畳するようにしてもよい。
【００３３】
また、搬送波を重畳する半サイクルの位置が前半か後半かにより０又は１を定めるのではなく、搬送波の有無により０か１かを定めるようにしてもよい。
【００３４】
［ 第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態に係る配電線搬送通信装置の基本的な構成は、図１と同様であり、その特徴としては、データ信号が送受信される期間内ではノイズの振幅や時間軸方向の幅にほとんど変動がないことに着目し、搬送波を交流電圧に重畳しない状態で、電力配電線９と配電線結合部４とを介して供給されてくる交流電圧からＢＰＦ５で搬送波と同じ周波数成分のノイズを抽出し、検波回路６で方形波に変換し、ＡＤコンバータ７でデジタル信号に変換されたノイズの方形波をマイコン８で１サイクル分だけ記憶しておき、データ信号を受信するときには、同一の周波数成分を有する搬送波とノイズに基づいて生成された方形波から予め記憶しておいたノイズの方形波をマイコン８で１サイクルごとに除去していくようにしたことにある。
【００３５】
したがって、本実施の形態によれば、１サイクル分のノイズの方形波を予め検出してマイコン８に記憶しておき、データ信号を受信するときには、同一の周波数成分を有する搬送波とノイズの方形波から予め記憶しておいたノイズの方形波を１サイクルごとに除去するようにしたことで、第１の実施の形態のように、ノイズを除去するために交流電圧の正側あるいは負側のいずれかの半サイクルにだけしか搬送波を重畳できない必要性をなくしたので、交流電圧の１サイクルで２ビットのデータ信号を伝送することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、交流電圧の１サイクル分のノイズの方形波を予め記憶しておくこととしたが、半サイクル分としてもよい。この場合には、データ信号を受信するときに、ＡＤコンバータ７から出力される搬送波とノイズの方形波から予め記憶しておいたノイズの方形波を半サイクルごとに除去していけばよい。
【００３７】
また、搬送波が交流電圧に重畳されていない無信号状態をマイコン８で判別させたい場合には、正サイクル側の方形波と負サイクル側の方形波との差分をとり、その結果がゼロに近い場合に無信号状態であると判別させるようにしてもよい。
【００３８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図５は、本実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。同図の配電線搬送通信装置は、電力配電線９から供給される交流電圧がゼロレベルと交差するゼロクロス点を検出してパルス信号を出力するゼロクロス検出回路５１と、ゼロクロス検出回路５１が出力したパルス信号を１／４サイクル〜１／８サイクル程度遅延させる遅延回路５２と、遅延させたパルス信号の幅を所定の幅に変換して同期信号用の搬送波を交流電圧に重畳させるためのタイミング信号を出力する単安定マルチバイブレータ５３と、パルス信号に基づいてデータ信号用の搬送波を交流電圧に重畳させるためのタイミング信号を出力するマイコン５４と、マイコン５４が出力したタイミング信号と単安定マルチバイブレータ５３が出力したタイミング信号との和（ＯＲ）をとるＯＲ回路５６と、所定の周波数で搬送波を出力し続ける搬送波出力部５５と、ＯＲ回路５６の出力信号と搬送波との積（ＡＮＤ）をとってＯＲ回路５６から出力されるタイミング信号にしたがって搬送波を出力するＡＮＤ回路５７と、アンプ１１１と、図示していない信号受信部を有する構成である。信号受信部は、ＦＢＰ５と検波回路６とＡＤコンバータ７を有するものとする。
【００３９】
図６は、各ブロックの出力波形を示す図である。同図（ａ）は電力配電線９を介して供給される電源電圧波形、同図（ｂ）はゼロクロス検出器５１が出力するパルス信号、同図（ｃ）は遅延回路５２の出力信号、同図（ｄ）は単安定マルチバイブレータ５３が出力するタイミング信号、同図（ｅ）は、マイコン５４が出力するタイミング信号、同図（ｆ）はＯＲ回路５６の出力信号をそれぞれ示している。
【００４０】
単安定マルチバイブレータが生成する同期信号用のタイミング信号は、交流電圧波形の頂点に対応する位置を中心に所定の幅で方形波が生成されてなる。また、マイコン５４が生成するデータ信号用のタイミング信号は、データ信号が１のときにはゼロクロス点を中心に所定の幅の方形波が生成され、データ信号が０のときには方形波が生成されないようになっている。この所定の幅は、同期信号用のタイミング信号の幅とは異なる幅とし、ここでは一例として同期信号用のタイミング信号の幅よりも短い幅としておく。
【００４１】
そして、ＡＮＤ回路５７で図６（ｆ）に示すタイミング信号と搬送波出力部５５が出力する搬送波とのＡＮＤをとって所定のタイミングで搬送波を出力すると、この搬送波は配電線結合部４で交流電圧に重畳される。すなわち、同期信号とデータ信号とでは、同一の搬送波が出力され、その幅だけが異なるようになっている。
【００４２】
図７（ａ）は、ＡＤＮ回路５７から出力された搬送波が重畳された交流電圧波形を示す図である。このような交流電圧波形を受信するときには、信号受信部において、ＦＢＰ５で交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出し、検波回路６で方形波を生成する。このときの方形波としては、図６（ｆ）に示す波形と同様のものが得られるので、マイコン５４では、同期信号とデータ信号とが離れて位置しているとともに、それらの幅が異なっていることを利用して、同期信号との位置関係からデータ信号が重畳されるべき位置を判別し、その位置に方形波があるときには１を再生し、方形波がないときには０を再生するようにする。
【００４３】
したがって、本実施の形態によれば、同期信号用の搬送波をノイズが重畳する電源電圧の頂点を中心に所定の幅で重畳させるとともに、データ信号用の搬送波を同期信号用の搬送波の幅とは異なる幅で同期信号用の搬送波から離れたゼロクロス点に近い位置に重畳させることで、データ信号を受信するときには、同期信号に対する位置と幅からデータ信号を容易に判別することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、交流電圧のゼロクロス点を中心として搬送波を重畳するときに、データ信号が０か１かに応じて搬送波の有無を定めることとしたが、図７（ｂ）に示すように、データ信号が０のときには、ゼロクロス点の近傍であって半サイクルの例えば前半に搬送波を重畳させ、データ信号が１のときには、ゼロクロス点の近傍であって半サイクルの後半に搬送波を重畳させるようにしてもよい。
【００４５】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
図８は、本実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。同図の配電線搬送通信装置は、配電線結合部４と、交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出するＢＰＦ５と、搬送波の振幅や時間軸方向の幅に応じて方形波を生成する検波回路６と、方形波を所定のクロックのタイミングでサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤコンバータ７と、閾値を参照信号として出力するマイコン８２と、この閾値と検波回路６から出力された方形波のレベルとを比較する比較器８１と、図示していない搬送波送信部を有する構成である。
【００４６】
本実施の形態は、データ信号が送受信される期間内ではノイズの振幅や幅にほとんど変動がないことに着目したものであり、データ信号の送受信の前に予めノイズのレベルを把握しておくものである。
【００４７】
図９は、搬送波を重畳しない状態で、ノイズだけが交流電圧に重畳されたときの電圧波形を示す図であり、同図（ａ）は配電線結合部４の出力波形、同図（ｂ）は検波回路６の出力波形を示している。同図（ｂ）に示すように、検波回路６の出力波形は、交流電圧の頂点に対応する位置にノイズの振幅と幅に応じた方形波が出力された波形となっている。
【００４８】
まず、レベル比較器８１では、搬送波を重畳しない状態でノイズの方形波のレベルとマイコン８２から出力される閾値とを比較し、その比較結果をマイコン８２に伝送する。次に、マイコン８２では、閾値がノイズの方形波のレベルよりも高いときには閾値を下げ、閾値がノイズの方形波のレベルよりも低いときには閾値を上げて、ノイズの方形波のレベルよりもやや高いレベルとなるように閾値を調整する。
【００４９】
そして、搬送波を重畳した交流電圧からデータ信号を再生するときには、マイコン８２で、ＡＤコンバータ７を介して入力されてくる方形波のレベルがこの閾値よりも高いときにその方形波を搬送波の方形波として判別するようにする。
【００５０】
さらに、実際のデータ信号を送信する前に閾値を調整するための所定のパターンのデータ信号を送信することで、閾値のレベル調整をより適切に行なうことができる。
【００５１】
図１０は、所定のパターンで搬送波を重畳させた交流電圧の波形を示す図である。同図における搬送波の重畳方式としては、０を送信するときには半サイクルの前半に搬送波を重畳させ、１を送信するときには半サイクルの後半に搬送波を重畳させるようになっており、閾値のレベル調整のためのパターンは、一例として全て０となっている。
【００５２】
このようなパターンのデータ信号を受信しているトレーニング期間において、マイコン８２では、閾値のレベルをデータ信号のレベルとノイズのレベルとの中央になるように調整する。
【００５３】
したがって、本実施の形態によれば、搬送波を重畳しない状態で検出したノイズの方形波のレベルよりも閾値のレベルを高めに設定しておき、データ信号を受信するときには、前記閾値よりも高いレベルの方形波を搬送波の方形波として判別することで、ノイズを除去してデータ信号を容易に判別することができる。
【００５４】
また、データ信号を送信する前に、所定パターンのデータ信号の搬送波を重畳し、閾値のレベルをこの所定パターンのレベルとノイズのレベルとの中央に設定することで、データ信号を再生するときに、レベルの高いノイズが入力してきた場合であってもデータ信号として誤って判別することを防止することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１記載の本発明によれば、ノイズが重畳される位置が交流電圧の頂点の周辺であることから、ノイズが正サイクルと負サイクルとで対称に現れること、また、ノイズの振幅と時間軸方向の幅は正サイクルと負サイクルとでほぼ同一であることに着目し、データ信号の送信時には、正側あるいは負側のいずれかの半サイクルにだけ搬送波を重畳させ、データ信号の受信時には、交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出して方形波を生成し、正サイクルの方形波と負サイクルの方形波との差分をとることで、交流電圧に重畳されていた搬送波と同じ周波数成分を有するノイズの方形波を除去して搬送波の方形波だけを抽出することができ、もって正確にデータ信号を送受信することができる。
【００５６】
請求項２記載の本発明によれば、搬送波を重畳しない状態で例えば１サイクル分あるいは半サイクル分のノイズの方形波を予め記憶しておき、データ信号を受信するときには、受信した交流電圧に基づいて生成した方形波から記憶しておいたノイズの方形波を１サイクルごとあるいは半サイクルごとに引いてノイズを除去するようにしたことで、ノイズを除去するために交流電圧の正側あるいは負側の半サイクルにだけしか搬送波を重畳することができない必要性をなくしたので、交流電圧の１サイクルで２ビットのデータ信号を伝送することができる。
【００５７】
請求項３記載の本発明によれば、同期信号用の搬送波をノイズが重畳する電源電圧波形の頂点を中心に所定の幅で重畳させるとともに、交流電圧がゼロレベルと交差するゼロクロス点に近い位置にデータ信号用の搬送波を前記所定の幅とは異なる幅で重畳させて同期信号の搬送波から離すことで、ノイズが重畳された場合でも同期信号に対する位置と幅からデータ信号の判別を精度良くでき、もって正確にデータ信号を送受信することができる。
【００５８】
請求項４記載の本発明によれば、搬送波を重畳しない状態でノイズのレベルを検出してデータ信号かノイズかを判別するための閾値を、例えばノイズのレベルよりも高めに調整しておき、データ信号を受信するときには、前記閾値よりも高いレベルの搬送波をデータ信号として判別することで、ノイズを除去してデータ信号の判別を精度良くでき、もって正確にデータ信号を送受信することができる。
【００５９】
請求項５記載の本発明によれば、データ信号を送信する前に、所定パターンのデータ信号用の搬送波を重畳し、前記閾値のレベルをこの所定パターンのデータ信号のレベルとノイズのレベルとの間の例えば中央に設定することで、閾値のレベルの調整を容易にするとともに、データ信号を再生するときにレベルの高い突発的なノイズが入力してきた場合でも、これをデータ信号として誤って判別することを防止することができ、もって正確にデータ信号を送受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。
【図２】交流電圧にノイズだけが重畳された場合の交流電圧波形、および検波回路６から出力されたノイズの方形波を示す図である。
【図３】各ブロックの出力波形を示す図である。
【図４】ＡＤコンバータ７のサンプリング値の一例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。
【図６】各ブロックの出力波形を示す図である
【図７】交流電圧に同期信号の搬送波およびデータ信号の搬送波を重畳させた電圧波形を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。
【図９】ノイズだけが重畳された交流電圧波形、および閾値を調整する様子を示す図である。
【図１０】所定のパターンで閾値調整用の搬送波を交流電圧に重畳させた電圧波形、および閾値を調整する様子を示す図である。
【図１１】従来の配電線搬送通信装置の構成の一例を示す図である。
【図１２】交流電圧に搬送波を重畳する方式の一例を説明するための図である。
【図１３】交流電圧にノイズが重畳したときの電圧波形を示す図である。
【図１４】高周波のノイズを発生する電源回路の構成の一例を示す図である。
【図１５】発振回路１４７が作動したときの電源電流の波形を示す図である。
【符号の説明】
１…トランス
２，３，１４６…コンデンサ
４…配電線結合部
５…ＢＰＦ
６…検波回路
７…ＡＤコンバータ
８，５４，８２…マイコン
９…電力配電線
５１…ゼロクロス検出回路
５２…遅延回路
５３…単安定マルチバイブレータ
５５…搬送波出力部
５６…ＯＲ回路
５７…ＡＮＤ回路
８１…レベル比較器
１１１，１１２…アンプ
１１２…搬送波送信部
１１４…信号受信部
１４１…交流電源
１４２，１４３，１４４，１４５…ダイオード
１４７…発振回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、電力配電線を介して供給される交流電圧に高周波の搬送波を重畳させてデータ信号の送受信を行なう配電線搬送通信装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１１は、従来の配電線搬送通信装置の構成の一例を示す図である。同図の配電線搬送通信装置は、電力配電線９を介して供給されてきた正弦波の交流電圧から高周波のノイズを低減するコンデンサ２と交流電圧を変圧するトランス１とコンデンサ３を有する配電線結合部４と、配電線結合部４から出力された交流電圧のレベルを調整するアンプ１１３と、交流電圧に重畳された搬送波を抽出する信号受信部１１４と、搬送波の位置や有無等からデータ信号を再生するとともにデータ信号の送信時にデータ信号を出力する機能を有するマイコン（図示せず）と、データ信号の送信時にマイコンから出力されたデータ信号に応じて高い周波数で変動する搬送波を送信する搬送波送信部１１２を有する構成である。
【０００３】
搬送波送信部１１２から送信された搬送波はアンプ１１１と配電線結合部４を介して交流電圧に重畳され、他の配電線搬送通信装置へと送信されることとなる。
【０００４】
交流電圧に搬送波を重畳する方式にはいくつかの種類があるが、ここでは、その一例について図１２を用いて説明する。
【０００５】
同図は、交流電圧の１サイクルで２ビットのデータ信号を重畳する方式を示す図である。搬送波送信部１１２では、送信しようとするデジタル信号が０であれば交流電圧の半サイクルの例えば前半に搬送波が重畳されるようにし、デジタル信号が１であれば半サイクルの後半に搬送波が重畳されるようにする。すなわち、半サイクルで１ビットのデジタル信号が伝送されることとなる。
【０００６】
また、データ信号の送信時に搬送波を交流電圧に重畳させるときには、交流電圧がゼロレベルと交差するときのゼロクロス点を検出してパルス信号を発生し、交流電圧に対して搬送波を重畳するタイミングを同期させる同期信号としてこのパルス信号を利用して、ゼロクロス点から所定の時間だけ遅らせたタイミングで搬送波を交流電圧に重畳するようになっている。
【０００７】
同様に、データ信号の受信時に搬送波が交流電圧に重畳されている位置を検出するときには、このパルス信号と検出された搬送波との距離から搬送波の位置を検出するようになっている。
【０００８】
ところで、電力配電線９にはインバータ照明機器などの種々の機器が接続されている。図１４は、インバータ照明機器の電源回路の構成の一例を示す図である。同図の電源回路は、電力配電線９を介して供給される交流電源１４１からの電源電圧および電源電流が、ダイオード１４２，１４３，１４４，１４５で構成されるブリッジ回路およびこのブリッジ回路に並列に接続されたコンデンサ１４６を介して発振回路１４７に供給されるようになっている。
【０００９】
このような電源回路においては、電源電圧の電圧値がコンデンサ１４６に蓄積された充電電圧よりも高い電圧値となったときに電源電流が流れて発振回路１４７が作動するようになっている。このため、電源電流は、図１５に示すように、正側および負側のピークのタイミングが電源電圧のものとそれぞれ一致し、正側の電流が流れた後、ゼロレベルが一定時間継続してから負側に正側と対称な電流が流れるようになる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように電源電流が流れて発振回路１４７が作動したときには、発振回路１４７の内部で高周波のノイズが発生する。このノイズは、電源線を介して漏出するため、電源電圧には、図１３に示すように、電源電流が流れるタイミングでノイズが重畳されることとなる。
【００１１】
このため、電源電圧に重畳されたノイズが、データ信号として重畳させた搬送波と一部において重なる場合があり、信号受信部１１４においてデータ信号を判別することができず、正確なデータ信号の送受信ができなくなるおそれがあった。
【００１２】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ノイズが重畳した場合でも、正確にデータ信号を送受信し得る配電線搬送通信装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、データ信号を送信するときに、交流電圧の正側あるいは負側のいずれかの半サイクルにだけ搬送波を重畳する搬送波重畳手段と、データ信号を受信するときに、交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出して方形波を生成する方形波生成手段と、正サイクルの方形波と負サイクルの方形波の差分をとって搬送波と同じ周波数成分を有するノイズを除去するノイズ除去手段と、を有することを要旨とする。
【００１４】
本発明にあっては、ノイズが重畳される位置が交流電圧の頂点の周辺であることから、ノイズが正サイクルと負サイクルとで対称に現れること、また、ノイズの振幅と時間軸方向の幅は正サイクルと負サイクルとでほぼ同一であることに着目し、データ信号の送信時には、正側あるいは負側のいずれかの半サイクルにだけ搬送波を重畳させ、データ信号の受信時には、交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出して方形波を生成し、正サイクルの方形波と負サイクルの方形波との差分をとることで、交流電圧に重畳されていた搬送波と同じ周波数成分を有するノイズの方形波を除去して搬送波の方形波だけを抽出できるようにしている。
【００１５】
請求項２記載の本発明は、電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出して方形波を生成する方形波生成手段と、搬送波を重畳しない状態で、搬送波と同じ周波数成分を有するノイズの方形波を記憶しておくノイズ記憶手段と、データ信号を受信するときに、受信した交流電圧を用いて生成した方形波から記憶しておいたノイズの方形波を引いてノイズを除去するノイズ除去手段と、を有することを要旨とする。
【００１６】
本発明にあっては、搬送波を重畳しない状態で例えば１サイクル分あるいは半サイクル分のノイズの方形波を予め記憶しておき、データ信号を受信するときには、受信した交流電圧に基づいて生成した方形波から記憶しておいたノイズの方形波を１サイクルごとあるいは半サイクルごとに引いてノイズを除去するようにしたことで、ノイズを除去するために交流電圧の正側あるいは負側の半サイクルにだけしか搬送波を重畳することができない必要性をなくし、交流電圧の１サイクルで２ビットのデータ信号を伝送できるようにしている。
【００１７】
請求項３記載の本発明は、電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、データ信号を送信するときに、交流電圧の頂点を中心に所定の幅で同期信号用の搬送波を重畳させるとともに、この頂点から離れた位置に前記所定の幅とは異なる幅でデータ信号用の搬送波を重畳させる搬送波重畳手段と、データ信号を受信するときに、同期信号に対する位置と幅の違いからデータ信号を判別する信号判別手段と、を有することを要旨とする。
【００１８】
本発明にあっては、同期信号用の搬送波を、ノイズが重畳する電源電圧の頂点を中心に所定の幅で重畳させるとともに、電源電圧波形がゼロレベルに交差するゼロクロス点に近い位置にデータ信号用の搬送波を前記所定の幅とは異なる幅で重畳させて同期信号用の搬送波から離すことで、ノイズが重畳された場合でも同期信号に対するデータ信号の位置と幅からデータ信号の判別が精度良くできるようにしている。
【００１９】
請求項４記載の本発明は、電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、搬送波を重畳しない状態でノイズのレベルを検出して閾値のレベルを調整する閾値調整手段と、データ信号を受信するときに、前記閾値よりも高いレベルの搬送波をデータ信号として判別する信号判別手段と、を有することを要旨とする。
【００２０】
本発明にあっては、搬送波を重畳しない状態でノイズのレベルを検出してデータ信号かノイズかを判別するための閾値を、例えばノイズのレベルよりも高めに調整しておき、データ信号を受信するときには、前記閾値よりも高いレベルの搬送波をデータ信号として判別することで、ノイズを除去してデータ信号の判別が精度良くできるようにしている。
【００２１】
請求項５記載の本発明は、請求項４記載の配電線搬送通信装置において、データ信号を送信する前に、所定パターンのデータ信号用の搬送波を重畳する搬送波重畳手段を有し、前記閾値設定手段は、閾値のレベルを前記所定パターンのデータ信号のレベルとノイズのレベルとの間に設定することを要旨とする。
【００２２】
本発明にあっては、データ信号を送信する前に、所定パターンのデータ信号用の搬送波を重畳し、前記閾値のレベルをこの所定パターンのデータ信号のレベルとノイズのレベルとの間の例えば中央に設定することで、閾値のレベルの調整を容易にするとともに、データ信号を再生するときに、通常よりもレベルの高いノイズが入力してきた場合でも、これをデータ信号として誤って判別することを防止するようにしている。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用する実施の形態について図面を用いて説明する。
【００２４】
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。同図の配電線搬送通信装置は、電力配電線９を介して供給されてきた正弦波の交流電圧から高周波のノイズを低減するコンデンサ２と交流電圧を変圧するトランス１とコンデンサ３を有する配電線結合部４と、配電線結合部４を介して出力された交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出するバンドパスフィルタ（Band Pass Filter、以下「ＢＰＦ」という）５と、搬送波の振幅（レベル）や時間軸方向の幅に応じて正の方形波を生成する検波回路６と、方形波を所定のクロックのタイミングでサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤコンバータ７と、ＡＤコンバータ７の出力結果に基づき、正サイクルと負サイクルとで方形波の差分をとる等の処理をするマイコン８と、データ信号の送信時にはマイコン８から出力されてくるデータ信号に対応して搬送波を送信する搬送波送信部１１２と、この搬送波の電圧レベルを調整するアンプ１１１を有する構成である。搬送波送信部１１２から出力された搬送波は、アンプ１１１と配電線結合部４を介して交流電圧に重畳され、この搬送波が重畳された交流電圧が電力配電線９を介して他の配電線搬送通信装置へ送信されることとなる。
【００２５】
ＢＰＦ５は、上述したように交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出するためのものであるが、ノイズが搬送波と同じ周波数成分を有する場合には、搬送波と共にこのようなノイズも抽出してしまう。
【００２６】
図２（ａ）は、交流電圧に搬送波が重畳されておらず、ノイズだけが重畳されている場合の電圧波形を示す図であり、同図（ｂ）は、検波回路６から出力されたノイズの方形波を示す図である。図２を参照しながら前述したノイズの発生原因から推察すると、ノイズが重畳される位置が交流電圧のピークの周辺であるためノイズは半サイクルごとに対称に現れるものであり、また、ノイズの振幅と時間軸方向の幅は、正サイクルと負サイクルとでほぼ同一であると考えられる。
【００２７】
このことから、本実施の形態は、高い周波数で変動する搬送波やノイズ等の変動電圧の振幅と時間軸方向の幅に対応して方形波を生成し、正サイクルと負サイクルとで方形波の差分をとることで、ノイズの方形波を除去して搬送波の方形波を抽出しようとするものである。
【００２８】
まず、データ信号を送信するときには、マイコン８から伝送されてくるタイミングに従って、搬送波送信部１１２で交流電圧の正側あるいは負側のいずれかの半サイクルにのみ重畳させるように搬送波を出力する。例えば、０を送信する場合には搬送波を正サイクルの前半に重畳し、１を送信する場合には搬送波を正サイクルの後半に重畳する。このように半サイクルにのみ搬送波を重畳するのは、データ信号を受信したときに正サイクルと負サイクルとで方形波の差分をとることにより、搬送波の方形波までもが除去されないようにするためである。なお、この場合は交流電圧の１サイクルで１ビットのデータ信号を伝送することとなる。
【００２９】
続いて、データ信号を受信するときの処理について図３と図４を用いて説明する。図３は、各ブロックの出力波形を示す図である。同図（ａ）は配電線結合部４から出力された電源電圧波形、同図（ｂ）はＢＰＦ５で所定の周波数成分だけを抽出した電圧波形、同図（ｃ）は検波回路６で電圧波形の振幅と幅から生成した方形波、同図（ｄ）はマイコン８で正サイクルの方形波と負サイクルの方形波との差分をとってノイズを除去した後の波形、をそれぞれ示している。また、図４は、ＡＤコンバータ７のサンプリング値の一例を示している。
【００３０】
マイコン８では、このように電圧波形を処理してノイズを除去した後、同図（ｄ）に示す方形波の位置が、正サイクルの前半にあるか後半にあるかにより、データ信号が０であるか１であるかを判定する。
【００３１】
したがって、本実施の形態によれば、検波回路６から出力された正サイクルの方形波と負サイクルの方形波との差分をとってノイズを除去することで、交流電圧の半サイクルにだけ重畳させた搬送波の方形波を抽出することができ、もって正確にデータ信号を送受信することができる。
【００３２】
なお、本実施の形態においては、０を送信する場合には搬送波を正サイクルの前半に重畳し、１を送信する場合には搬送波を正サイクルの後半に重畳することとしたが、搬送波を重畳する位置は正サイクルの前半と後半とで０と１とを逆にしてもよく、また、正サイクルに代えて負サイクルに搬送波を重畳するようにしてもよい。
【００３３】
また、搬送波を重畳する半サイクルの位置が前半か後半かにより０又は１を定めるのではなく、搬送波の有無により０か１かを定めるようにしてもよい。
【００３４】
［ 第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態に係る配電線搬送通信装置の基本的な構成は、図１と同様であり、その特徴としては、データ信号が送受信される期間内ではノイズの振幅や時間軸方向の幅にほとんど変動がないことに着目し、搬送波を交流電圧に重畳しない状態で、電力配電線９と配電線結合部４とを介して供給されてくる交流電圧からＢＰＦ５で搬送波と同じ周波数成分のノイズを抽出し、検波回路６で方形波に変換し、ＡＤコンバータ７でデジタル信号に変換されたノイズの方形波をマイコン８で１サイクル分だけ記憶しておき、データ信号を受信するときには、同一の周波数成分を有する搬送波とノイズに基づいて生成された方形波から予め記憶しておいたノイズの方形波をマイコン８で１サイクルごとに除去していくようにしたことにある。
【００３５】
したがって、本実施の形態によれば、１サイクル分のノイズの方形波を予め検出してマイコン８に記憶しておき、データ信号を受信するときには、同一の周波数成分を有する搬送波とノイズの方形波から予め記憶しておいたノイズの方形波を１サイクルごとに除去するようにしたことで、第１の実施の形態のように、ノイズを除去するために交流電圧の正側あるいは負側のいずれかの半サイクルにだけしか搬送波を重畳できない必要性をなくしたので、交流電圧の１サイクルで２ビットのデータ信号を伝送することができる。
【００３６】
なお、本実施の形態においては、交流電圧の１サイクル分のノイズの方形波を予め記憶しておくこととしたが、半サイクル分としてもよい。この場合には、データ信号を受信するときに、ＡＤコンバータ７から出力される搬送波とノイズの方形波から予め記憶しておいたノイズの方形波を半サイクルごとに除去していけばよい。
【００３７】
また、搬送波が交流電圧に重畳されていない無信号状態をマイコン８で判別させたい場合には、正サイクル側の方形波と負サイクル側の方形波との差分をとり、その結果がゼロに近い場合に無信号状態であると判別させるようにしてもよい。
【００３８】
［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
図５は、本実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。同図の配電線搬送通信装置は、電力配電線９から供給される交流電圧がゼロレベルと交差するゼロクロス点を検出してパルス信号を出力するゼロクロス検出回路５１と、ゼロクロス検出回路５１が出力したパルス信号を１／４サイクル〜１／８サイクル程度遅延させる遅延回路５２と、遅延させたパルス信号の幅を所定の幅に変換して同期信号用の搬送波を交流電圧に重畳させるためのタイミング信号を出力する単安定マルチバイブレータ５３と、パルス信号に基づいてデータ信号用の搬送波を交流電圧に重畳させるためのタイミング信号を出力するマイコン５４と、マイコン５４が出力したタイミング信号と単安定マルチバイブレータ５３が出力したタイミング信号との和（ＯＲ）をとるＯＲ回路５６と、所定の周波数で搬送波を出力し続ける搬送波出力部５５と、ＯＲ回路５６の出力信号と搬送波との積（ＡＮＤ）をとってＯＲ回路５６から出力されるタイミング信号にしたがって搬送波を出力するＡＮＤ回路５７と、アンプ１１１と、図示していない信号受信部を有する構成である。信号受信部は、ＦＢＰ５と検波回路６とＡＤコンバータ７を有するものとする。
【００３９】
図６は、各ブロックの出力波形を示す図である。同図（ａ）は電力配電線９を介して供給される電源電圧波形、同図（ｂ）はゼロクロス検出器５１が出力するパルス信号、同図（ｃ）は遅延回路５２の出力信号、同図（ｄ）は単安定マルチバイブレータ５３が出力するタイミング信号、同図（ｅ）は、マイコン５４が出力するタイミング信号、同図（ｆ）はＯＲ回路５６の出力信号をそれぞれ示している。
【００４０】
単安定マルチバイブレータが生成する同期信号用のタイミング信号は、交流電圧波形の頂点に対応する位置を中心に所定の幅で方形波が生成されてなる。また、マイコン５４が生成するデータ信号用のタイミング信号は、データ信号が１のときにはゼロクロス点を中心に所定の幅の方形波が生成され、データ信号が０のときには方形波が生成されないようになっている。この所定の幅は、同期信号用のタイミング信号の幅とは異なる幅とし、ここでは一例として同期信号用のタイミング信号の幅よりも短い幅としておく。
【００４１】
そして、ＡＮＤ回路５７で図６（ｆ）に示すタイミング信号と搬送波出力部５５が出力する搬送波とのＡＮＤをとって所定のタイミングで搬送波を出力すると、この搬送波は配電線結合部４で交流電圧に重畳される。すなわち、同期信号とデータ信号とでは、同一の搬送波が出力され、その幅だけが異なるようになっている。
【００４２】
図７（ａ）は、ＡＤＮ回路５７から出力された搬送波が重畳された交流電圧波形を示す図である。このような交流電圧波形を受信するときには、信号受信部において、ＦＢＰ５で交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出し、検波回路６で方形波を生成する。このときの方形波としては、図６（ｆ）に示す波形と同様のものが得られるので、マイコン５４では、同期信号とデータ信号とが離れて位置しているとともに、それらの幅が異なっていることを利用して、同期信号との位置関係からデータ信号が重畳されるべき位置を判別し、その位置に方形波があるときには１を再生し、方形波がないときには０を再生するようにする。
【００４３】
したがって、本実施の形態によれば、同期信号用の搬送波をノイズが重畳する電源電圧の頂点を中心に所定の幅で重畳させるとともに、データ信号用の搬送波を同期信号用の搬送波の幅とは異なる幅で同期信号用の搬送波から離れたゼロクロス点に近い位置に重畳させることで、データ信号を受信するときには、同期信号に対する位置と幅からデータ信号を容易に判別することができる。
【００４４】
なお、本実施の形態においては、交流電圧のゼロクロス点を中心として搬送波を重畳するときに、データ信号が０か１かに応じて搬送波の有無を定めることとしたが、図７（ｂ）に示すように、データ信号が０のときには、ゼロクロス点の近傍であって半サイクルの例えば前半に搬送波を重畳させ、データ信号が１のときには、ゼロクロス点の近傍であって半サイクルの後半に搬送波を重畳させるようにしてもよい。
【００４５】
［第４の実施の形態］
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
図８は、本実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。同図の配電線搬送通信装置は、配電線結合部４と、交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出するＢＰＦ５と、搬送波の振幅や時間軸方向の幅に応じて方形波を生成する検波回路６と、方形波を所定のクロックのタイミングでサンプリングしてデジタル信号に変換するＡＤコンバータ７と、閾値を参照信号として出力するマイコン８２と、この閾値と検波回路６から出力された方形波のレベルとを比較する比較器８１と、図示していない搬送波送信部を有する構成である。
【００４６】
本実施の形態は、データ信号が送受信される期間内ではノイズの振幅や幅にほとんど変動がないことに着目したものであり、データ信号の送受信の前に予めノイズのレベルを把握しておくものである。
【００４７】
図９は、搬送波を重畳しない状態で、ノイズだけが交流電圧に重畳されたときの電圧波形を示す図であり、同図（ａ）は配電線結合部４の出力波形、同図（ｂ）は検波回路６の出力波形を示している。同図（ｂ）に示すように、検波回路６の出力波形は、交流電圧の頂点に対応する位置にノイズの振幅と幅に応じた方形波が出力された波形となっている。
【００４８】
まず、レベル比較器８１では、搬送波を重畳しない状態でノイズの方形波のレベルとマイコン８２から出力される閾値とを比較し、その比較結果をマイコン８２に伝送する。次に、マイコン８２では、閾値がノイズの方形波のレベルよりも高いときには閾値を下げ、閾値がノイズの方形波のレベルよりも低いときには閾値を上げて、ノイズの方形波のレベルよりもやや高いレベルとなるように閾値を調整する。
【００４９】
そして、搬送波を重畳した交流電圧からデータ信号を再生するときには、マイコン８２で、ＡＤコンバータ７を介して入力されてくる方形波のレベルがこの閾値よりも高いときにその方形波を搬送波の方形波として判別するようにする。
【００５０】
さらに、実際のデータ信号を送信する前に閾値を調整するための所定のパターンのデータ信号を送信することで、閾値のレベル調整をより適切に行なうことができる。
【００５１】
図１０は、所定のパターンで搬送波を重畳させた交流電圧の波形を示す図である。同図における搬送波の重畳方式としては、０を送信するときには半サイクルの前半に搬送波を重畳させ、１を送信するときには半サイクルの後半に搬送波を重畳させるようになっており、閾値のレベル調整のためのパターンは、一例として全て０となっている。
【００５２】
このようなパターンのデータ信号を受信しているトレーニング期間において、マイコン８２では、閾値のレベルをデータ信号のレベルとノイズのレベルとの中央になるように調整する。
【００５３】
したがって、本実施の形態によれば、搬送波を重畳しない状態で検出したノイズの方形波のレベルよりも閾値のレベルを高めに設定しておき、データ信号を受信するときには、前記閾値よりも高いレベルの方形波を搬送波の方形波として判別することで、ノイズを除去してデータ信号を容易に判別することができる。
【００５４】
また、データ信号を送信する前に、所定パターンのデータ信号の搬送波を重畳し、閾値のレベルをこの所定パターンのレベルとノイズのレベルとの中央に設定することで、データ信号を再生するときに、レベルの高いノイズが入力してきた場合であってもデータ信号として誤って判別することを防止することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１記載の本発明によれば、ノイズが重畳される位置が交流電圧の頂点の周辺であることから、ノイズが正サイクルと負サイクルとで対称に現れること、また、ノイズの振幅と時間軸方向の幅は正サイクルと負サイクルとでほぼ同一であることに着目し、データ信号の送信時には、正側あるいは負側のいずれかの半サイクルにだけ搬送波を重畳させ、データ信号の受信時には、交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出して方形波を生成し、正サイクルの方形波と負サイクルの方形波との差分をとることで、交流電圧に重畳されていた搬送波と同じ周波数成分を有するノイズの方形波を除去して搬送波の方形波だけを抽出することができ、もって正確にデータ信号を送受信することができる。
【００５６】
請求項２記載の本発明によれば、搬送波を重畳しない状態で例えば１サイクル分あるいは半サイクル分のノイズの方形波を予め記憶しておき、データ信号を受信するときには、受信した交流電圧に基づいて生成した方形波から記憶しておいたノイズの方形波を１サイクルごとあるいは半サイクルごとに引いてノイズを除去するようにしたことで、ノイズを除去するために交流電圧の正側あるいは負側の半サイクルにだけしか搬送波を重畳することができない必要性をなくしたので、交流電圧の１サイクルで２ビットのデータ信号を伝送することができる。
【００５７】
請求項３記載の本発明によれば、同期信号用の搬送波をノイズが重畳する電源電圧波形の頂点を中心に所定の幅で重畳させるとともに、交流電圧がゼロレベルと交差するゼロクロス点に近い位置にデータ信号用の搬送波を前記所定の幅とは異なる幅で重畳させて同期信号の搬送波から離すことで、ノイズが重畳された場合でも同期信号に対する位置と幅からデータ信号の判別を精度良くでき、もって正確にデータ信号を送受信することができる。
【００５８】
請求項４記載の本発明によれば、搬送波を重畳しない状態でノイズのレベルを検出してデータ信号かノイズかを判別するための閾値を、例えばノイズのレベルよりも高めに調整しておき、データ信号を受信するときには、前記閾値よりも高いレベルの搬送波をデータ信号として判別することで、ノイズを除去してデータ信号の判別を精度良くでき、もって正確にデータ信号を送受信することができる。
【００５９】
請求項５記載の本発明によれば、データ信号を送信する前に、所定パターンのデータ信号用の搬送波を重畳し、前記閾値のレベルをこの所定パターンのデータ信号のレベルとノイズのレベルとの間の例えば中央に設定することで、閾値のレベルの調整を容易にするとともに、データ信号を再生するときにレベルの高い突発的なノイズが入力してきた場合でも、これをデータ信号として誤って判別することを防止することができ、もって正確にデータ信号を送受信することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。
【図２】交流電圧にノイズだけが重畳された場合の交流電圧波形、および検波回路６から出力されたノイズの方形波を示す図である。
【図３】各ブロックの出力波形を示す図である。
【図４】ＡＤコンバータ７のサンプリング値の一例を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。
【図６】各ブロックの出力波形を示す図である
【図７】交流電圧に同期信号の搬送波およびデータ信号の搬送波を重畳させた電圧波形を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態に係る配電線搬送通信装置の構成を示す図である。
【図９】ノイズだけが重畳された交流電圧波形、および閾値を調整する様子を示す図である。
【図１０】所定のパターンで閾値調整用の搬送波を交流電圧に重畳させた電圧波形、および閾値を調整する様子を示す図である。
【図１１】従来の配電線搬送通信装置の構成の一例を示す図である。
【図１２】交流電圧に搬送波を重畳する方式の一例を説明するための図である。
【図１３】交流電圧にノイズが重畳したときの電圧波形を示す図である。
【図１４】高周波のノイズを発生する電源回路の構成の一例を示す図である。
【図１５】発振回路１４７が作動したときの電源電流の波形を示す図である。
【符号の説明】
１…トランス
２，３，１４６…コンデンサ
４…配電線結合部
５…ＢＰＦ
６…検波回路
７…ＡＤコンバータ
８，５４，８２…マイコン
９…電力配電線
５１…ゼロクロス検出回路
５２…遅延回路
５３…単安定マルチバイブレータ
５５…搬送波出力部
５６…ＯＲ回路
５７…ＡＮＤ回路
８１…レベル比較器
１１１，１１２…アンプ
１１２…搬送波送信部
１１４…信号受信部
１４１…交流電源
１４２，１４３，１４４，１４５…ダイオード
１４７…発振回路
Claims (5)
- 電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、
データ信号を送信するときに、交流電圧の正側あるいは負側のいずれかの半サイクルにだけ搬送波を重畳する搬送波重畳手段と、
データ信号を受信するときに、交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出して方形波を生成する方形波生成手段と、
正サイクルの方形波と負サイクルの方形波の差分をとって搬送波と同じ周波数成分を有するノイズを除去するノイズ除去手段と、
を有することを特徴とする配電線搬送通信装置 - 電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、
交流電圧から搬送波の周波数成分に対応する部分を抽出して方形波を生成する方形波生成手段と、
搬送波を重畳しない状態で、搬送波と同じ周波数成分を有するノイズの方形波を記憶しておくノイズ記憶手段と、
データ信号を受信するときに、受信した交流電圧を用いて生成した方形波から記憶しておいたノイズの方形波を引いてノイズを除去するノイズ除去手段と、
を有することを特徴とする配電線搬送通信装置。 - 電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、
データ信号を送信するときに、交流電圧の頂点を中心に所定の幅で同期信号用の搬送波を重畳させるとともに、この頂点から離れた位置に前記所定の幅とは異なる幅でデータ信号用の搬送波を重畳させる搬送波重畳手段と、
データ信号を受信するときに、同期信号に対する位置と幅の違いからデータ信号を判別する信号判別手段と、
を有することを特徴とする配電線搬送通信装置。 - 電力配電線を介して供給される交流電圧に搬送波を重畳してデータ信号を送受信し、ノイズが交流電圧の正側および負側の頂点を中心とする周辺に重畳される配電線搬送通信装置において、
搬送波を重畳しない状態でノイズのレベルを検出して閾値のレベルを調整する閾値調整手段と、
データ信号を受信するときに、前記閾値よりも高いレベルの搬送波をデータ信号として判別する信号判別手段と、
を有することを特徴とする配電線搬送通信装置。 - 請求項４記載の配電線搬送通信装置において、
データ信号を送信する前に、所定パターンのデータ信号用の搬送波を重畳する搬送波重畳手段を有し、
前記閾値設定手段は、閾値のレベルを前記所定パターンのデータ信号のレベルとノイズのレベルとの間に設定することを特徴とする配電線搬送通信装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25960099A JP3776639B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 配電線搬送通信装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25960099A JP3776639B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 配電線搬送通信装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001086042A JP2001086042A (ja) | 2001-03-30 |
| JP3776639B2 true JP3776639B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=17336362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25960099A Expired - Fee Related JP3776639B2 (ja) | 1999-09-13 | 1999-09-13 | 配電線搬送通信装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3776639B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003044949A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Shinei Denki Seisakusho:Kk | 人体検出システム |
| US7729372B2 (en) * | 2005-07-27 | 2010-06-01 | Sharp Corporation | Communicating in a network that includes a medium having varying transmission characteristics |
| JP7065021B2 (ja) * | 2018-12-28 | 2022-05-11 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 電力線通信装置 |
-
1999
- 1999-09-13 JP JP25960099A patent/JP3776639B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2001086042A (ja) | 2001-03-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5461589B2 (ja) | 遅延検波回路および受信装置 | |
| US20090212926A1 (en) | Baby Monitor | |
| JP3776639B2 (ja) | 配電線搬送通信装置 | |
| KR960013301B1 (ko) | 데이터 통신장치용 모뎀 및 데이터 통신 시스템 | |
| WO2011101925A1 (ja) | 受信回路及び受信装置 | |
| JPH10136036A (ja) | 振幅シフトキーイング受信装置 | |
| JP2580211B2 (ja) | 通信装置 | |
| US5828270A (en) | Method and apparatus for modulating and demodulating a carrier | |
| WO2002001245A3 (en) | System and method of determining the frequency of a coherent burst signal | |
| JP3593461B2 (ja) | 遠隔制御用受信装置 | |
| KR101390597B1 (ko) | 지연 검파 회로 및 수신 장치 | |
| JP2897688B2 (ja) | 識別信号伝送方式 | |
| JP2004343247A (ja) | デューティー比補正回路、光受信装置及び光伝送システム | |
| JPH0548973B2 (ja) | ||
| JP3921421B2 (ja) | 同期信号検出装置、同期信号検出方法、及び、プログラム | |
| JP3918969B2 (ja) | Ｏｆｄｍ復調装置及びｏｆｄｍ復調方法 | |
| JP2003023377A (ja) | 電力線通信におけるウイルスの除去方法および装置 | |
| JPH04352540A (ja) | Ｆｓｋ受信装置 | |
| JP2024516557A (ja) | 無線電力伝送 | |
| JPH0563677A (ja) | スペクトラム拡散通信用受信装置 | |
| JP2801171B2 (ja) | クロック信号同期回路 | |
| TW202337110A (zh) | 無線電力轉移 | |
| JP2874368B2 (ja) | データ伝送カップラ | |
| JPS62159543A (ja) | デイジタル受信機のタイミング同期検出回路 | |
| JP3280705B2 (ja) | 配電線搬送受信方法とその装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040806 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20051205 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060214 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060223 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100303 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110303 Year of fee payment: 5 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R3D03 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |