JP4309376B2 - Ｄｓｌ用ローパスフィルタ - Google Patents

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本発明は、高速データ通信のＤＳＬ（Digital Subscriber Line）方式における音声信号を通過させるローパスフィルタに関するものである。
音声通話用の既設電話回線網を利用した高速データ通信のＤＳＬ方式は、ＡＤＳＬ（Asymmetric Digital Subscriber Line）方式、ＶＤＳＬ（Vary high-speed Digital Subscriber Line）方式などがあり、ＶＤＳＬに至っては上下１００Ｍｂｐｓの超高速のデータ通信を実現した技術である。
ＤＳＬ方式の高速データ通信を利用するには、図６に示すように宅内に引き込まれた電話回線１００にＤＳＬ用スプリッタ５０を接続することで、電話回線１００との音声信号はローパスフィルタ（以下ＬＰＦと略す）５１を通過して電話機５３へつながり、データ信号はハイパスフィルタ（以下ＨＰＦと略す）５２を通過してモデム５４へつながり、図中には記載していないが、モデム５４はコンピュータなどの情報処理機器に接続されている。
ＤＳＬ用スプリッタ５０のＬＰＦ５１は、図７に示す回路構成であり、電話回線１００のＬｉｎｅＡとＬｉｎｅＢの両線路にインダクタＬ６１，Ｌ６２，Ｌ６３、および前記インダクタの対であるＬ６１’，Ｌ６２’，Ｌ６３’と線路ＬｉｎｅＡと線路ＬｉｎｅＢ間のキャパシタＣ６１，Ｃ６２，Ｃ６３からなり、インダクタＬ６１とＬ６１’およびキャパシタＣ６１で１つのＬＣフィルタを構成し、図７はＬＣフィルタが３段のローパスフィルタであることを示している。
ＬＰＦ５１には、インダクタとキャパシタの他に、コモンモードチョークコイル（以下
ＣＭＣと略す）を付加したものがあり、該ＣＭＣは、ＬＰＦ５１のインダクタＬ６１，Ｌ６２，Ｌ６３、および、Ｌ６１’，Ｌ６２’，Ｌ６３’による、回路アンバランスを抑制して通信の品質を保たせるものであった。
特開２００３−１５２８９４
図６および図７に示すＬＰＦ５１につながる電話機５３を、モデム５４のデータ通信中にオン・オフフックさせた時にデータ通信ができなくなった。データ通信ができない理由は、電話機５３のオン・オフフックによって、モデム５４の通信リンクが切れてデータ通信を遮断させる問題を発生させた。
モデム５４の通信リンクが切れる原因は、電話機５３のフック状態が変化する時にノイズが発生し、該ノイズがＬＰＦ５１とＨＰＦ５２を通過として、モデム５４まで到達してモデム５４が誤動作を起こしたことにより、通信リンク切れが起こることを本発明者らは見つけ出した。
特許文献１に開示されたＣＭＣを、ＬＰＦ５１に組み入れても、前記電話機５３より発生するノイズを低減させることができず、モデム５４の誤動作を防止できなかった。
また、図７に示したインダクタＬ６１，Ｌ６２，Ｌ６３、および、Ｌ６１’，Ｌ６２’，Ｌ６３’と、キャパシタＣ６１，Ｃ６２，Ｃ６３の各定数を変えることは、ＤＳＬ用ローパスフィルタとしての性能を低減させることであり、電話機５３に起因したノイズ対策に苦慮していた。
本発明は、上記電話機の動作に起因したノイズを対策して、モデムの通信リンク切れを解決するＤＳＬ用のローパスフィルタの提供を目的とする。
本発明は、低周波信号を通過させるインダクタとキャパシタより構成させるローパスフィルタにおいて、インダクタとキャパシタがｎ段として構成するフィルタ回路の内、少なくとも一対のインダクタは、漏洩インダクタンス値が４０μＨ〜１００μＨであるコモンモードチョークコイルにより構成されていることを特徴とするＤＳＬ用ローパスフィルタである。
ローパスフィルタを構成するインダクタおよびキャパシタ等の部品点数を増加させることなく、電話機の動作によって発生するノイズを大幅に低減できたことにより、モデムの通信リンク切れを解消でき、高速通信であるＤＳＬの通信品質および信頼性を高めることができる。
図を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は本発明のＤＳＬ用ローパスフィルタが組み込まれたスプリッタの略回路図である。電話回線１００に接続するＤＳＬ用スプリッタ１５のＬＰＦ１６に電話機１８がつながり、ＨＰＦ１７にモデム１９がつながっている。ＬＰＦ１６につながる電話機１８のフック状態の変化によって発生するノイズは、ＬＰＦ１６とＨＰＦ１７を通過してモデム１９に到達しており、本発明はＬＰＦ１６で前記ノイズを対策するものである。
本発明のＬＰＦ１６は、図１に示すようにインダクタＬ１１とＬ１１’，Ｌ１２とＬ１２’，Ｌ１３とＬ１３’とキャパシタＣ１１，Ｃ１２，Ｃ１３のＬＣが３段構成となり、前記インダクタの内、電話機１８に最も近い線路ＬｉｎｅＡのインダクタＬ１３と線路ＬｉｎｅＢのインダクタＬ１３’の一対のインダクタを、ＣＭＣ２０として構成している。
インダクタＬ１３とインダクタＬ１３’であるＣＭＣ２０は、高速データ信号の阻止と音声信号を通過させるＬＰＦ用インダクタとしての機能と、電話機１８からのノイズ低減用インダクタの２つの機能を有すものであり、ＬＰＦの部品点数を増加させることなく電話機１８のノイズを低減し、モデム１９の誤動作による通信リンク切れの問題を解決することができる。
また、本発明に係るＣＭＣ２０は、インダクタンス値が１ｍＨ以上、また、漏洩インダクタンス値が４０μＨ〜１００μＨの特性を有すことにより、ＤＳＬ用ローパスフィルタとしてのデータ信号阻止および音声信号通過、そして電話機側からのノイズ低減に最適なインダクタを形成することができる。
なお、本発明のＤＳＬ用ローパスフィルタのＣＭＣは、図１に示したインダクタとキャパシタのＬＣ３段の構成に限定するものでなく、１段〜ｎ段の構成においても有効であり、また、図１に示すようにＣＭＣが１個、配置が電話機側にもっとの近い位置に限定するものではなく、図１におけるインダクタＬ１１，Ｌ１１’とＬ１２，Ｌ１２’をＣＭＣとして構成しても良く、ＣＭＣの数，配置場所を限定することなく、電話機側からのノイズ低減を実施できるものである。
本発明のＤＳＬ用ローパスフィルタの効果を確認した。図１に示すモデム１９を波形観測のオシロスコープに置き換えて、電話機１８のオンフックからオフフックの動作によって発生するノイズを測定した。本発明のＬＰＦは、図１に示す回路構成とし、インダクタＬ１１，Ｌ１１’は４５μＨ、Ｌ１２，Ｌ１２’は８５μＨ、キャパシタＣ１１は６．８ｎＦ、Ｃ１２は８．２ｎＦ、Ｃ１３は３．３ｎＦとし、ＣＭＣ２０はインダクタンス値が５ｍＨ，漏洩インダクタンス値が４５μＨのものを使用した。比較として、従来技術である図７に示したＬＰＦ５１の回路構成を用い、インダクタＬ６１，Ｌ６１’は４５μＨ、Ｌ６２，Ｌ６２’は８５μＨ、Ｌ６３，Ｌ６３’は８５μＨ、およびキャパシタＣ６１は６．８ｎＦ、Ｃ６２は８．２ｎＦ、Ｃ６３は３．３ｎＦとした。
図２は本発明の測定波形、図３は従来技術の測定波形である。波形を比較すると、明らかに本発明のＤＳＬ用ローパスが、電話機１８から発生するノイズを大幅に低減させていることがわかり、この効果として、モデムの通信リンクの遮断を防止できている。また、本発明および従来技術とも、データ信号の阻止と音声信号の通過を問題なくできるものであり、本発明が優れているを確認することができた
図４は本発明のＤＳＬ用ローパスフィルタの構成を示す第２の実施例であり、ＬＦＰ２５はＬＣ３段構成のフィルタであり、電話回線１００側から１段目の線路ＬｉｎｅＡとＬｉｎｅＢの一対のインダクタＬ２１とＬ２１’をひとつのコイル部品で構成し、また、３段目のインダクタＬ２３とＬ２３’も同様にひとつのコイル部品で構成した。２段目のインダクタＬ２２とＬ２２’は本発明に係るＣＭＣ２４で構成して、電話機１８から発生するノイズを低減させることができた。
図５は本発明のＤＳＬ用ローパスフィルタの構成を示す第３の実施例であり、データ信号の阻止および音声信号の通過をＬＣ２段構成でおこなうＬＰＦ３５であり、インダクタＬ３１，Ｌ３１’とＬ３２，Ｌ３２’は、ＣＭＣ３３およびＣＭＣ３４により構成され、図１および図４に示すＣＭＣを１個使用する場合に比べ、より高いＣＭＣのインダクタンス値が得られ、電話機１８から発生するノイズをより低減することができるＤＳＬ用ＬＰＦである。
本発明のＤＳＬ用ローパスフィルタを使用したＤＳＬ用スプリッタの略回路図 本発明のＤＳＬ用ローパスフィルタの第１の実施例によるノイズ低減効果を示す測定波形図 従来技術のＤＳＬ用ローパスフィルタのノイズ測定波形図 本発明のＤＳＬ用ローパスフィルタの第２の実施例を示す略回路図 本発明のＤＳＬ用ローパスフィルタの第３の実施例を示す略回路図 ＤＳＬ用スプリッタの略回路ブロック図 従来技術のＤＳＬ用ローパスフィルタの略回路図
符号の説明
１５：ＤＳＬ用スプリッタ
１６：ローパスフィルタ ＬＰＦ
１７：ハイパスフィルタ ＨＰＦ
１８：電話機
１９：モデム
２０：コモンモードチョークコイル ＣＭＣ
１００：電話回線
Ｌ１１，Ｌ１１’，Ｌ１２，Ｌ１２’，Ｌ１３，Ｌ１３’：インダクタ
Ｃ１１，Ｃ１２，Ｃ１３：キャパシタ
ＬｉｎｅＡ，ＬｉｎｅＢ：線路

Claims (1)

  1. 低周波信号を通過させるインダクタとキャパシタより構成させるローパスフィルタにおいて、インダクタとキャパシタがｎ段として構成するフィルタ回路の内、少なくとも一対のインダクタは、漏洩インダクタンス値が４０μＨ〜１００μＨであるコモンモードチョークコイルにより構成されていることを特徴とするＤＳＬ用ローパスフィルタ。
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