JP4767638B2 - フィルタ装置 - Google Patents

Description

本発明は、導電体で構成される線路を通信用の伝送路として利用する通信装置と前記線路との間に接続されるフィルタ装置に関し、例えば、電力線などを伝送路として使用する通信システムに利用されるフィルタ装置に関する。

例えば、コンピュータのような端末を用いて家庭、オフィス、工場などで有線でデータ通信を行う場合には、通常は伝送路として使用するケーブルやコネクタなどの配線を必要な箇所に敷設する必要があるため、通信設備の稼働開始までに様々な工事を行わざるを得ない。

一方、家庭、オフィス、工場などではほとんどの場合は商用電源、例えば交流１００Ｖ（５０／６０Ｈｚ）を使用しているので、この電力を供給するための電力線（電灯線）が家庭内、オフィス内、工場内などのあらゆる箇所に既に敷設されている。従って、これらの電力線をデータ通信に利用できれば、通信用の特別な配線を新たに設ける必要はなくなる。すなわち、通信装置を電源のコンセントに差し込むだけで通信経路を確保することが可能になる。

このような電力線を通信に利用する電力線通信の技術（ＰＬＣ：Power Line Communication）については、例えば特許文献１に開示された技術が知られている。この電力線通信は、所定の周波数帯域（例えば２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）において、研究や開発が進められている。具体的には、ＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）方式のように複数の副搬送波を用いてマルチキャリア信号を生成し、マルチキャリア信号を電力線で伝送することが想定されている。

ところで、電力線を通信に利用する技術について規格が定まっていない場合は、実際の通信に使用するプロトコル、変調形式、周波数帯域などについては開発するメーカ毎に仕様が異なっている。また、規格が策定された後でも、メーカ毎に異なる通信方式のものが並存することも想定される。

一方、このような通信技術が実際に使用される環境を考えると、同じ場所で複数種類の通信方式が混在する可能性が高い。例えば、アパートやマンションのような集合住宅に住んでいるユーザ（通信装置の利用者）の場合を想定すると、同じ集合住宅に住むそれぞれのユーザが個別に各メーカと契約する可能性が高いので、複数のメーカが独自に製造した複数種類の通信装置（モデムなど）が共通の電力線に同時に接続されることになる。

このようにプロトコルや変調形式の異なる複数種類の通信装置が同じ伝送路に接続された場合には、自端末と違う方式の通信装置から送出された信号を自端末で復調することはできず、単なるノイズとして認識されることになる。従って、複数種類の通信装置が同じ周波数帯域もしくは部分的に重なる周波数帯域を使用しているにもかかわらず、他の通信装置の存在すら認識できないため、複数種類の通信装置が送出する信号が衝突することになり、通信が全くできない状態になるか、もしくはＳＮ比（信号電力対雑音電力比）が低下してデータ伝送能力が大幅に劣化する。従って、共通の伝送路上で複数種類の通信装置が共存することはできない。

なお、同じ種類の通信装置については、時間分割により信号を多重することができるので、複数の通信装置（端末）が共通の伝送路を利用して互いに通信することができる。また、このような通信に利用可能な装置の本体は、ＬＳＩ（大規模集積回路）として既に完成しているものも存在するので、回路に大きな変更を加えることなく実際の装置として使用できるのが望ましい。

例えば、通信装置のグループ毎に利用可能な周波数帯域を制限し、異なるグループの使用する周波数帯域が互いに重ならないように予め区分しておけば、グループ間での信号の衝突を避けることが可能である。しかし、利用可能な周波数帯域を事前に制限してしまうと、最大通信速度が大幅に低下することになり、例えば共通の伝送路に単一グループの通信装置だけしか接続されていないような環境においては全く通信に利用されない帯域が生じることになり、帯域の利用効率が悪くなる。

また、電力線などの線路には様々な電気機器が接続されることになるため、電気機器のインピーダンスが低い場合にはその影響によって通信装置の送出したデータ信号のレベルが減衰する可能性があり、また電気機器の発生するノイズの影響により通信エラーが発生する可能性もある。また、例えば同一のメーカが全ての通信装置を設計する場合には、各通信装置と伝送路である電力線との接続部分においてインピーダンスの不整合が生じないように各通信装置のインピーダンスを調整することが可能であるが、互いに異なるメーカで製造された複数種類の通信装置が共通の伝送路に接続されるような場合には、インピーダンスの不整合が生じるのは避けられず、その結果、通信信号の反射や減衰が生じる。

特開２０００−１６５３０４号公報

上述したように、電力線通信用の通信装置などを用いた通信システムにおいて、共通の伝送路に異なる通信方式の通信装置が接続され、複数方式の通信信号が伝送された場合、通信信号の衝突が生じ、減衰などによって通信品質が劣化してしまうことがある。また、接続される他の通信装置や電気機器のインピーダンスの影響を受けて、通信信号の反射や減衰が生じることがある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、プロトコルや変調形式などの異なる複数種類の通信装置が電力線のような共通の線路に接続される可能性のある環境において、他の通信装置（例えば異なる通信方式の電力線通信装置）や接続機器による通信信号の干渉やインピーダンス変動の影響を防止でき、通信装置における通信品質劣化を抑制することが可能なフィルタ装置を提供することを目的とする。

本発明のフィルタ装置は、有線伝送路を利用して通信を行う通信装置と接続されるフィルタ装置であって、前記通信装置と接続される第１の端子と、前記有線伝送路と接続される第２の端子と、前記第１の端子と前記第２の端子との間に配置され、前記通信装置が通信に使用する周波数帯域では低いインピーダンスを有し、前記通信装置と異なる通信方式の通信装置が通信に使用する周波数帯域では前記通信に使用する周波数帯域に比べて高いインピーダンスを有する第１のフィルタと、前記第１のフィルタと並列に接続され、商用交流電力の周波数帯域では低いインピーダンスを有し、他の周波数帯域では前記商用交流電力の周波数帯域に比べて高いインピーダンスを有する第２のフィルタとを備えるものである。

上記構成により、第１のフィルタにより通信装置が通信に使用しない周波数帯域が遮断され、第２のフィルタにより商用交流電力の周波数帯域のみが通過する。これによって、プロトコルや変調形式などの異なる複数種類の通信装置が電力線のような共通の線路に接続される可能性のある環境において、他の通信装置や接続機器による通信信号の干渉やインピーダンス変動の影響を防止でき、通信装置におけるＳ／Ｎ等の通信品質劣化を抑制することが可能となる。

また、本発明は、上記のフィルタ装置であって、前記第１のフィルタをバイパスさせるバイパス線路と、前記第１のフィルタと前記バイパス線路とで信号経路を切り替えるフィルタ切り替え部とを備えるものとする。

上記構成により、フィルタ切り替え部によって、第１のフィルタのオンオフを切り替えることができる。従って、通信システムが使用される実際の環境に合わせて、使用する周波数帯域を変更することができる。

また、本発明は、上記のフィルタ装置であって、前記第１のフィルタは、互いに異なる周波数特性を有する複数の帯域制限フィルタを有し、前記複数の帯域制限フィルタから少なくとも１つ以上の帯域制限フィルタを選択的に切り替え接続する特性切り替え部を備えるものとする。

上記構成により、例えば接続する通信装置で用いる周波数帯域などに応じて、特性切り替え部により第１のフィルタの周波数特性を選択的に切り替えて変更することができる。従って、通信システムが使用される実際の環境に合わせて、使用する周波数帯域を変更することができる。

また、本発明は、上記のフィルタ装置であって、前記第１のフィルタは、周波数特性を変化させる可変インピーダンス素子を有するものとする。

上記構成により、例えば接続する通信装置で用いる周波数帯域などに応じて、可変抵抗器、可変インダクタ、可変コンデンサなどの可変インピーダンス素子により、第１のフィルタの周波数特性を連続的にあるいは段階的に変更することができる。また、可変インピーダンス素子として、例えばスイッチドキャパシタ、トランジスタ、バリキャップダイオードのような素子を用いれば電気的に特性を制御することも可能である。

また、本発明は、上記のフィルタ装置であって、前記第１の端子として、通信方式の異なる複数の通信装置をそれぞれ接続する複数の端子を有し、前記第１のフィルタは、互いに異なる周波数特性を有するかあるいは周波数特性が可変である複数の帯域制限フィルタを有し、前記第１の端子に接続される通信装置に応じて、各通信装置が接続される端子に対してそれぞれ適当な周波数特性を持つ前記第１のフィルタの帯域制限フィルタが接続されるようフィルタ設定を行うフィルタ特性設定部を備えるものとする。

上記構成により、複数の通信装置をそれぞれ第１の端子に接続した場合、接続されるそれぞれの通信装置に合わせて、例えば周波数特性が異なる複数の帯域制限フィルタの接続を切り替えるなどして第１のフィルタの帯域制限フィルタの周波数特性が設定されるので、それぞれの通信装置が使用する周波数帯域が重ならないように帯域を区分して割り当てて設定すれば、接続される複数の通信装置において互いに通信信号の干渉を防止でき、Ｓ／Ｎ等の通信品質劣化を抑制できる。

また、本発明は、上記のフィルタ装置であって、前記第１の端子に接続される通信装置から出力される種別情報を検出して前記通信装置の種類を識別する機器種別識別部を備え、前記フィルタ特性設定部は、前記機器種別識別部の識別結果に基づいて前記第１のフィルタにおける帯域制限フィルタの設定を切り替えるものとする。

上記構成により、接続される通信装置の種類を識別し、この識別結果に応じて、例えば周波数特性が異なる複数の帯域制限フィルタの接続を切り替えるなどして第１のフィルタの帯域制限フィルタの周波数特性を自動的に設定することができる。

また、本発明は、上記のフィルタ装置であって、前記通信装置とは異なる他の電気機器と接続されるもので、前記第２の端子と前記第２のフィルタの前記第２の端子側の一端との間に配置される第３の端子を備えるものとする。

上記構成により、第３の端子を介して他の電気機器を接続し、電源供給等を行うことが可能となる。

また、本発明は、上記のフィルタ装置であって、前記第３の端子と前記第２のフィルタの一端との接続点より前記第２の端子側に配置され、商用交流電力の周波数帯域では低いインピーダンスを有し、他の周波数帯域では前記商用交流電力の周波数帯域に比べて高いインピーダンスを有する第３のフィルタを備えるものとする。

上記構成により、第３の端子に接続される電気機器は、フィルタ装置を経由して電力線に接続されるので、電気機器と電力線との間には第３のフィルタが介在することになる。このため、家電機器などの電気機器を接続した場合に、この電気機器の電源回路等のインピーダンスが低い場合であっても、電力線側で観測されるインピーダンスは、電源の周波数帯域以外では高くなるので、インピーダンスの影響を抑制できる。この場合、電気機器からのノイズ等が第１の端子に接続される通信装置に影響を及ぼすことを抑制できる。

また、本発明は、上記のフィルタ装置であって、前記第３の端子と前記第２のフィルタの一端との接続点より前記第３の端子側に配置され、商用交流電力の周波数帯域では低いインピーダンスを有し、他の周波数帯域では前記商用交流電力の周波数帯域に比べて高いインピーダンスを有する第３のフィルタを備えるものとする。

上記構成により、第３の端子に接続される電気機器は、フィルタ装置を経由して電力線に接続されるので、電気機器と電力線との間には第３のフィルタが介在することになる。このため、家電機器などの電気機器を接続した場合に、この電気機器の電源回路等のインピーダンスが低い場合であっても、電力線側で観測されるインピーダンスは、電源の周波数帯域以外では高くなるので、インピーダンスの影響を抑制できる。この場合、電力線からのノイズ等が第１の端子に接続される通信装置に影響を及ぼすことを抑制できる。

また、本発明は、上記いずれかのフィルタ装置であって、前記第１の端子は、前記通信装置として用いる電力線通信装置を接続する電力供給及び通信信号送受用のコンセントを有して構成され、前記第２の端子は、前記有線伝送路として用いる商用交流電力供給用の電力線のコンセントに接続されるコンセントプラグを有して構成され、前記第３の端子は、前記他の電気機器を接続する電力供給用のコンセントを有して構成されるものとする。

本発明によれば、プロトコルや変調形式などの異なる複数種類の通信装置が電力線のような共通の線路に接続される可能性のある環境において、他の通信装置や接続機器による通信信号の干渉やインピーダンス変動の影響を防止でき、通信装置における通信品質劣化を抑制することが可能なフィルタ装置を提供できる。

（第１の実施形態）
本発明に係るフィルタ装置の第１の実施形態について、図１〜図１２を参照しながら以下に説明する。

本実施形態では、例えば家庭内やオフィスなどに設置された複数の通信装置の間で通信を行う通信システムに本発明を適用する場合を想定しており、特に通信用の伝送路として電力線を利用する場合を想定している。すなわち、家庭内などにおいては商用交流電源（ＡＣ１００Ｖ）を供給するための電灯線などの屋内配線（電力線）が各部屋に敷設されており、屋内配線と接続するためのコンセントも設けられている。従って、電力線を通信用の伝送路として利用する場合には、通信装置のＡＣコードを電源のコンセントに差し込むだけで伝送路を確保することができる。

なお、家庭内などにおいては商用交流電源を供給するための電力線などの他にも、伝送路として利用可能な配線が敷設されている場合が多い。例えば、テレビ受像器とアンテナとを接続するための同軸ケーブルや、電話用の配線などは電力線などと同様にデータ通信用の伝送路として利用可能である。

ところが、例えばマンションやアパートのような集合住宅で通信システムを利用する場合には、複数の家庭が電気的に共通に接続された電力線を共用している場合が多いので、そのような環境では共通の伝送路を複数の家庭で共有することになる。

この場合、同じ集合住宅に住んでいる複数の家庭全てが同一のメーカの製造した通信装置を利用するとは限らない。しかし、電力線を利用して通信するための通信装置に関しては明確な規格が定まっていないのが実情であるため、通信装置が用いる変調形式や、通信速度や、通信プロトコルなどはそれを製造するメーカ毎に異なると考えられる。また、規格が策定された後でも、メーカ毎に異なる通信方式のものが並存することも想定される。つまり、メーカ毎に種類の異なる通信装置をユーザに提供することになる。従って、集合住宅に住んでいるユーザのような環境においては、互いに種類の異なる複数グループの通信装置が共通の電力線に接続される可能性がある。また、一つの家庭内でも複数種類の通信装置を併用することも考えられる。

図１は通信システムの利用環境の具体例を示すブロック図である。この図１の通信システムの環境においては、Ａグループのマルチキャリア通信装置であるＡ方式の電力線通信用モデム（ＰＬＣモデム）１００Ａ１，１００Ａ２と、Ｂグループのマルチキャリア通信装置であるＢ方式の電力線通信用モデム（ＰＬＣモデム）１００Ｂ１，１００Ｂ２とが共通の電力線１０７に接続されている場合を想定している。つまり、Ａグループの通信システムはマルチキャリア通信装置１００Ａ１と１００Ａ２との間で電力線１０７を介して通信を行い、Ｂグループの通信システムはマルチキャリア通信装置１００Ｂ１と１００Ｂ２との間で電力線１０７を介して通信を行う。

このような環境においては、Ａグループの通信システムとＢグループの通信システムとが共通の電力線１０７を同時に使用するので次のような問題が発生する。

（１）データ通信用に送出される信号の周波数帯域がＡグループとＢグループとの間で部分的にもしくは全帯域で重なっている場合に、グループ間で信号の衝突が発生する。通信信号の変調形式や通信速度や通信プロトコルが全て同一でない限りその信号を受信側で正しく復調することはできないので、種別の異なる（例えばメーカが異なる）他のグループの通信装置が送出した信号は単なるノイズと同様に扱われることになる。従って、Ｓ／Ｎ（信号電力対雑音電力比）が大幅に劣化したり、通信ができない状態になる。

（２）共通の電力線１０７に複数の通信装置を接続する場合に、各通信装置と電力線１０７との接続部分においてインピーダンスの整合がとれていないと、信号の吸収や反射が生じるためＳ／Ｎなどの通信性能が劣化する。インピーダンスが整合するように通信装置を設計することは可能であるが、種別の異なる複数グループの通信装置が混在する場合には、相手グループの通信装置のインピーダンスが不明であるためインピーダンスの不整合が生じる。

上記のような問題を解消するために、本実施形態のフィルタ装置を使用する。このフィルタ装置は、各通信装置と電力線１０７との間に挿入して使用される。一部の通信装置と電力線１０７との間にだけフィルタ装置を挿入する場合もあるし、全ての通信装置と電力線１０７との間にフィルタ装置を挿入する場合もある。

図２は第１の実施形態におけるフィルタ装置主要部の概略構成を示すブロック図である。本実施形態のフィルタ装置５０は、第２の端子の一例に相当する電力線接続端子１１と、第１の端子の一例に相当するモデム接続端子１２と、第１のフィルタの一例に相当する帯域制限フィルタ２６と、第２のフィルタの一例に相当するインピーダンスアッパ２７と、フィルタ切り替え部の一例に相当するスイッチ部２４と、バイパス線路２５とを有して構成される。

帯域制限フィルタ２６は、所定の周波数帯域を遮断し、目的の周波数帯域を通過させるフィルタ素子であり、データ通信に用いる信号（ＰＬＣ搬送波信号）の伝送に使用可能な周波数帯域の一部を制限するものである。インピーダンスアッパ２７は、商用交流電源周波数以下の周波数成分（電力）のみを通過し、それ以外の周波数成分に対してはインピーダンスが高くなって遮断するものである。これらの帯域制限フィルタ２６とインピーダンスアッパ２７とが並列に接続されて設けられている。スイッチ部２４は、通信用の信号が帯域制限フィルタ２６を通過するか、バイパス線路２５を通過するかを選択的に切り替えるものである。

この構成において、通信方式や通信周波数が異なる複数種類の通信装置が共通の伝送路に接続された場合に、帯域制限フィルタ２６によって通信信号に使用可能な周波数帯域の一部を制限することで、互いの信号の衝突を防止できる。また、インピーダンスアッパ２７によって電源周波数成分のみを通過させ、通信信号の周波数帯域ではハイインピーダンスにすることによって、線路に接続される他の通信装置や他の電気機器の電源回路によるインピーダンス変動の影響を防止できる。

図３は第１の実施形態におけるフィルタ装置主要部の具体的構成を示す電気回路図である。フィルタ装置５０は、主要な構成要素として、第２の端子の一例に相当する電力線接続端子１１と、第１の端子の一例に相当するモデム接続端子１２と、第３の端子の一例に相当する電気機器接続端子１３と、第１のフィルタの一例に相当する通信用フィルタ２１と、第３のフィルタの一例に相当する電源用フィルタ２２と、第２のフィルタの一例に相当する電源用フィルタ２３と、フィルタ切り替え部の一例に相当するスイッチ部２４と、バイパス線路２５とを備えている。ここで、通信用フィルタ２１が図１の帯域制限フィルタ２６に相当し、電源用フィルタ２２、２３が図１のインピーダンスアッパ２７に相当する。電力線接続端子１１とモデム接続端子１２との間に通信用フィルタ２１が設けられ、この通信用フィルタ２１と並列に電源用フィルタ２２、２３が設けられた構造となっている。

通信用フィルタ２１は、フィルタ装置５０に接続されるマルチキャリア通信装置１００がデータ通信に用いる信号の伝送に使用可能な周波数帯域の一部を制限するための回路である。具体的には、通信用フィルタ２１は複数のコンデンサ（キャパシタ）と複数のコイル（インダクタ）とを用いて構成されたハイパスフィルタ（ＨＰＦ）で構成される。

このフィルタ装置５０の電力線接続端子１１は、例えば家庭内の電灯線のような電力線１０７のコンセントと接続される。また、フィルタ装置５０のモデム接続端子１２は、電力線通信を行う際に用いる通信装置、例えばマルチキャリア通信装置（電力線通信用モデム）の交流電源入力端子あるいはＡＣコードと接続される。フィルタ装置５０の電気機器接続端子１３は、様々な電気機器、例えばテレビ受像器、冷蔵庫、電子レンジなどの交流電源入力端子あるいはＡＣコードと接続される。

ここで、本実施形態のフィルタ装置の変形例をいくつか示す。図３に示したフィルタ装置５０において、電気機器接続端子１３は必要不可欠な要素ではないので、以下の変形例では図２と同様に電気機器接続端子１３を省略した形態を示す。

図４（ａ）〜（ｃ）は本実施形態のフィルタ装置における第１〜第３変形例の構成を示す電気回路図である。図４（ａ）に示す第１変形例のフィルタ装置５０は、図３の通信用フィルタ２１と同様に、複数のコンデンサ（キャパシタ）と複数のコイル（インダクタ）とを用いたハイパスフィルタで構成された帯域制限フィルタからなる通信用フィルタ２１Ａを備えている。この場合、通過帯域に応じた所定定数のコンデンサを伝送路に対して直列に、所定定数のコイルを伝送路に対して並列に接続した構成となる。そして、この通信用フィルタ２１Ａと電源用フィルタ２３とが並列に接続されている。

また、本実施形態のフィルタ装置５０は、ハイパスフィルタによる通信用フィルタ２１Ａの代わりに、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）やパンドパスフィルタ（ＢＰＦ）を用いることもできる。

図４（ｂ）に示す第２変形例のフィルタ装置５０は、ローパスフィルタで構成された帯域制限フィルタからなる通信用フィルタ２１Ｂを備え、電源用フィルタ２３と並列に接続されている。この場合、通過帯域に応じた所定定数のコイルを伝送路に対して直列に、所定定数のコンデンサを伝送路に対して並列に接続した構成となる。図４（ｃ）に示す第３変形例のフィルタ装置５０は、パンドパスフィルタで構成された帯域制限フィルタからなる通信用フィルタ２１Ｃを備え、電源用フィルタ２３と並列に接続されている。この場合、通過帯域に応じた所定定数のコンデンサ及びコイルを伝送路に対して直列に接続するとともに、所定定数のコンデンサ及びコイルを伝送路に対して並列に接続した構成となる。

また、図５（ａ）〜（ｃ）は本実施形態のフィルタ装置における第４〜第６変形例の構成を示す電気回路図である。本実施形態のフィルタ装置５０は、スイッチ部２４及びバイパス線路２５を省略し、通信用フィルタ２１及び電源用フィルタ２３のみを備える構成とすることもできる。

図５（ａ）に示す第４変形例のフィルタ装置５０は、ハイパスフィルタで構成された通信用フィルタ２１Ａを備える構成である。図５（ｂ）に示す第５変形例のフィルタ装置５０は、ローパスフィルタで構成された通信用フィルタ２１Ｂを備える構成である。図５（ｃ）に示す第６変形例のフィルタ装置５０は、パンドパスフィルタで構成された通信用フィルタ２１Ｃを備える構成である。

一方、本実施形態のフィルタ装置５０に設けられる電源用フィルタ２３は、コイルなどのインダクタンス素子から構成され、モデム接続端子１２と電気機器接続端子１３との間、あるいはモデム接続端子１２と電力線接続端子１１との間に接続される。この電源用フィルタ２３は、マルチキャリア通信装置１００に対して電力線１０７からの商用交流電力を供給し、それ以外の周波数成分を遮断するための経路を形成する。すなわち、電源用フィルタ２３は、例えば６０Ｈｚ以下の周波数帯域（直流も含む）の電力成分に対してはインピーダンスが低く、それ以外の周波数成分に対してはインピーダンスが高くなる特性を有する。

さらに、もう一つの電源用フィルタ２２は、電源用フィルタ２３と同様にコイルなどのインダクタンス素子から構成され、電気機器接続端子１３と電力線接続端子１１との間に接続される。この電源用フィルタ２２は、電気機器接続端子１３に接続される電気機器に対して電力線１０７からの商用交流電力を供給し、それ以外の周波数成分を遮断するための経路を形成する。すなわち、電源用フィルタ２２は、例えば６０Ｈｚ以下の周波数帯域（直流も含む）の電力成分に対してはインピーダンスが低く、それ以外の周波数成分に対してはインピーダンスが高くなる特性を有する。

図６は図３に示したフィルタ装置主要部の変形例の構成を示す電気回路図である。図３のフィルタ装置５０では、電源用フィルタ２３の一端２３ａと電気機器接続端子１３との接続点より電力線接続端子１１側の位置に電源用フィルタ２２が設けられている。この場合、モデム接続端子１２と電力線接続端子１１との間の経路において、フィルタとして電源用フィルタ２３及び電源用フィルタ２２が直列接続されて共に用いられる。このため、それぞれのフィルタによる通信に使用可能な周波数帯域における減衰量を、電源用フィルタ２２がα［ｄＢ］、電源用フィルタ２３がβ［ｄＢ］とすると、モデム接続端子１２と電力線接続端子１１との間の経路において、通信用フィルタ２１の通過帯域を除く通信に使用可能な周波数帯域における減衰量はα＋β［ｄＢ］となる。即ち、モデムに対する、電力線から発生するノイズの影響を少なくすることが出来る。

これに対し、図６の変形例のフィルタ装置５０ｘのように、電源用フィルタ２３の一端２３ａと電気機器接続端子１３との接続点より電気機器接続端子１３側の位置に電源用フィルタ２２を配置することも可能である。この場合、モデム接続端子１２と電気機器接続端子１３との間の経路において、フィルタとして電源用フィルタ２３及び電源用フィルタ２２が直列接続されて共に用いられる。このため、モデム接続端子１２と電気機器接続端子１３との間の経路において、通信用フィルタ２１の通過帯域を除く通信に使用可能な周波数帯域における減衰量がα＋β［ｄＢ］となる。即ち、モデムに対する、電気機器が発生するノイズの影響を少なくすることが出来る。なお、図２等に示した構成のように、電気機器接続端子１３を省略する場合には電源用フィルタ２２は不要である。

また、本実施形態のフィルタ装置５０においては、スイッチ部２４を切り替えることにより、通信用の信号が通信用フィルタ２１を通過するか、バイパス線路２５を通過するかを選択できるようになっている。例えば、一種類のマルチキャリア通信装置１００だけが電力線１０７に接続されているような環境では、通信に用いる周波数帯域を制限しなくても信号の衝突などは生じない。従って、そのような環境ではスイッチ部２４を切り替えて通信用の信号がバイパス線路２５を通過するようにしておけば、マルチキャリア通信装置１００は最大の性能を発揮することができる。なお、スイッチ部２４は省略してもよい。

ここで、フィルタ装置５０を使用する場合の通信に用いる周波数帯域の具体例について、図７〜図９を参照しながら説明する。図７は通信用の周波数帯域の割り当ての具体例を示す模式図である。図８は通信用の周波数帯域の帯域制限の一例を示す模式図である。図９は通信用の周波数帯域の帯域制限の他の例を示す模式図である。図７〜図９において、通信に利用可能な周波数帯域の上限周波数をｆＨで示し、下限周波数をｆＬで示してある。電力線通信を行う場合には、具体例として上限周波数ｆＨは２８ＭＨｚ、下限周波数ｆＬは２ＭＨｚが想定される。

例えば、１つの電力線１０７に一種類のマルチキャリア通信装置１００だけが接続されているような環境では、図７（ａ）に示す下限周波数ｆＬから上限周波数ｆＨまでの全周波数帯域を通信に利用することができる。このような環境では、フィルタ装置５０のスイッチ部２４を切り替えて通信信号がバイパス線路２５を通過する状態を選択しておけばよい。

一方、種類の異なる複数グループのマルチキャリア通信装置１００が共通の電力線１０７に接続される環境では、図７（ａ）に示す下限周波数ｆＬから上限周波数ｆＨまでの全周波数帯域を複数の帯域に区分してグループ毎に異なる帯域を使用すれば、グループ間で信号の衝突が生じるのを防止できる。

図７（ｂ）に示す例では、ｆＬからｆＨまでの全周波数帯域を低域の帯域ＢＬと高域の帯域ＢＨとの２つに区分し、フィルタ装置５０のモデム接続端子１２に接続されたマルチキャリア通信装置１００の属しているグループの通信端末が高域の帯域ＢＨを使用する場合を想定している。このような周波数特性を実現するためには、例えば図３に示すようにフィルタ装置５０の通信用フィルタ２１としてハイパスフィルタを用いればよい。すなわち、通信用フィルタ２１の周波数−インピーダンス特性により、高域の帯域ＢＨの信号成分のみを通過し、低域の帯域ＢＬの信号成分を遮断する。これにより、フィルタ装置５０のモデム接続端子１２に接続されたマルチキャリア通信装置１００の属しているグループの通信端末は高域の帯域ＢＨを使用でき、低域の帯域ＢＬは他のグループの通信端末が利用できるので、グループ間で使用する周波数帯域を区別し、信号の衝突を防止できる。

また、図７（ｃ）に示す例では、ｆＬからｆＨまでの全周波数帯域を低域の帯域ＢＬと高域の帯域ＢＨとの２つに区分し、フィルタ装置５０のモデム接続端子１２に接続されたマルチキャリア通信装置１００の属しているグループの通信端末が低域の帯域ＢＬを使用する場合を想定している。このような周波数特性を実現するためには、例えば図４に示すようにフィルタ装置５０の通信用フィルタ２１Ｂとしてローパスフィルタを用いればよい。すなわち、通信用フィルタ２１Ｂの周波数−インピーダンス特性により、低域の帯域ＢＬの信号成分のみを通過し、高域の帯域ＢＨの信号成分を遮断する。これにより、フィルタ装置５０のモデム接続端子１２に接続されたマルチキャリア通信装置１００の属しているグループの通信端末は低域の帯域ＢＬを使用でき、高域の帯域ＢＨは他のグループの通信端末が利用できるので、グループ間で使用する周波数帯域を区別し、信号の衝突を防止できる。

なお、通信用フィルタ２１Ｂとしてローパスフィルタを用いる場合であっても、下限周波数ｆＬより低い周波数成分が通過しないように、通信用フィルタ２１Ｂ自体の周波数特性を定めるか、あるいはフィルタ装置５０に接続するマルチキャリア通信装置１００の内部のフィルタにそのような周波数特性を持たせる必要がある。

また、図７（ｄ）に示す例では、ｆＬからｆＨまでの全周波数帯域を低域の帯域ＢＬと中域の帯域ＢＭと高域の帯域ＢＨとの３つに区分し、フィルタ装置５０のモデム接続端子１２に接続されたマルチキャリア通信装置１００の属しているグループの通信端末が中域の帯域ＢＭを使用する場合を想定している。このような周波数特性を実現するためには、例えば図５に示すようにフィルタ装置５０の通信用フィルタ２１Ｃとしてバンドパスフィルタを用いればよい。すなわち、通信用フィルタ２１Ｃの周波数−インピーダンス特性により、中域の帯域ＢＭの信号成分のみを通過し、低域の帯域ＢＬ及び高域の帯域ＢＨの信号成分を遮断する。これにより、フィルタ装置５０のモデム接続端子１２に接続されたマルチキャリア通信装置１００の属しているグループの通信端末は中域の帯域ＢＭを使用でき、低域の帯域ＢＬ及び高域の帯域ＢＨは他のグループの通信端末が利用できるので、グループ間で使用する周波数帯域を区別し、信号の衝突を防止できる。

なお、例えばＡグループに属する通信端末とＢグループに属する通信端末との２種類の通信端末が共通の電力線１０７に接続される場合には、図８（ａ）に示すように２種類の通信端末がそれぞれ通信に使用する周波数帯域が一部分だけ重なる場合と、図９（ａ）に示すように２種類の通信端末がそれぞれ通信に使用する周波数帯域の全体が重なる場合とが考えられる。

図８（ａ）に示すような環境では、フィルタ装置５０を用いることにより、図８（ｂ）、図８（ｃ）、図８（ｄ）に示すように周波数帯域を区分することができる。すなわち、ローパスフィルタを備えたフィルタ装置５０をＡグループの通信端末と電力線１０７との間に接続することにより、Ａグループの通信端末が通信に使用する高域側がフィルタ装置５０により遮断されて帯域制限されるので、Ａグループの使用する帯域とＢグループの使用する帯域とが図８（ｂ）に示すように区分される。この場合、Ａグループの通信端末だけにフィルタ装置５０を接続し、Ｂグループの通信端末にはフィルタ装置５０を接続する必要はない。

また、ハイパスフィルタを備えたフィルタ装置５０をＢグループの通信端末と電力線１０７との間に接続することにより、Ｂグループの通信端末が通信に使用する低域側がフィルタ装置５０により遮断されて帯域制限されるので、Ａグループの使用する帯域とＢグループの使用する帯域とが図８（ｃ）に示すように区分される。この場合、Ｂグループの通信端末だけにフィルタ装置５０を接続し、Ａグループの通信端末にはフィルタ装置５０を接続する必要はない。

また、ローパスフィルタを備えたフィルタ装置５０をＡグループの通信端末と電力線１０７との間に接続し、ハイパスフィルタを備えたフィルタ装置５０をＢグループの通信端末と電力線１０７との間に接続することにより、Ａグループの通信端末が通信に使用する高域側がフィルタ装置５０により帯域制限されるとともに、Ｂグループの通信端末が通信に使用する低域側がフィルタ装置５０により帯域制限されるので、Ａグループの使用する帯域とＢグループの使用する帯域とが図８（ｄ）に示すように区分される。

図９（ａ）に示すような環境では、フィルタ装置５０を用いることにより、図９（ｂ）、図９（ｃ）に示すように周波数帯域を区分することができる。すなわち、ローパスフィルタを備えたフィルタ装置５０をＡグループの通信端末と電力線１０７との間に接続し、ハイパスフィルタを備えたフィルタ装置５０をＢグループの通信端末と電力線１０７との間に接続することにより、Ａグループの通信端末が通信に使用する高域側がフィルタ装置５０により遮断され、Ｂグループの通信端末が通信に使用する低域側がフィルタ装置５０により遮断されるので、Ａグループの使用する帯域とＢグループの使用する帯域とが図９（ｂ）に示すように区分される。

また、ハイパスフィルタを備えたフィルタ装置５０をＡグループの通信端末と電力線１０７との間に接続し、ローパスフィルタを備えたフィルタ装置５０をＢグループの通信端末と電力線１０７との間に接続することにより、Ａグループの通信端末が通信に使用する低域側がフィルタ装置５０により遮断され、Ｂグループの通信端末が通信に使用する高域側がフィルタ装置５０により遮断されるので、Ａグループの使用する帯域とＢグループの使用する帯域とが図９（ｃ）に示すように区分される。

ところで、電力線通信においては、実際に通信を行うマルチキャリア通信装置１００自体が動作するために必要な電源電力は、電力線１０７からフィルタ装置５０を介して供給される。しかし、フィルタ装置５０に備わった通信用フィルタ２１は、商用交流電源のような低い周波数成分（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）を通さない。また、前述のようにマルチキャリア通信装置１００自体の電源回路などのインピーダンスによってインピーダンスの不整合が生じると、信号の反射などによって通信に悪影響が現れる。

そこで、フィルタ装置５０には図３に示すようにインピーダンスアッパの機能を持つ電源用フィルタ２２，２３が設けてある。この「インピーダンスアッパの機能」とは、ＰＬＣで使用可能な周波数帯域において、商用電源の周波数帯域で比較的低いインピーダンスを有するフィルタの機能をいい、即ち、インピーダンスアッパは、商用電力を通過させるローパスフィルタである。このため、電力線１０７から供給される商用交流電力（５０Ｈｚ／６０Ｈｚ）は、電力線接続端子１１から電源用フィルタ２２，２３を通り、モデム接続端子１２を介してマルチキャリア通信装置１００の電源回路に供給される。

前述のように、電源用フィルタ２３は例えば６０Ｈｚ以下の周波数帯域（直流も含む）の電力成分に対してはインピーダンスが低く、それ以外の周波数成分に対してはインピーダンスが高くなる電気的特性を有している。従って、通信に使用する周波数帯域（ｆＬ−ｆＨの間）の信号に対しては、電源用フィルタ２３は非常にインピーダンスが高くなり、通信用の信号は電源用フィルタ２３を通過しない。従って、電力線１０７側からフィルタ装置５０を見た場合のインピーダンスは、通信用の周波数帯域では通信用フィルタ２１の特性によって定まり、マルチキャリア通信装置１００自体のインピーダンスは大きな影響を及ぼさない。また、マルチキャリア通信装置１００側からフィルタ装置５０を見た場合のインピーダンスは、通信用の周波数帯域では通信用フィルタ２１の特性によって定まり、電力線１０７に接続される他の通信端末などのインピーダンスは大きな影響を及ぼさない。

さらに、フィルタ装置５０を使用することにより、種類の異なる通信端末の間では、図８及び図９に示すように通信に用いる周波数帯域が区分され、通信に使用しない周波数帯域については、フィルタ装置５０内部の通信用フィルタ２１のインピーダンスが高くなるので、１つのグループに属する通信端末から電力線１０７側を見ると、他のグループに属する通信端末のインピーダンスの影響は通信に利用する周波数帯域には現れない。従って、インピーダンスの不整合が生じるのを防止することができる。

また、図３に示すフィルタ装置５０を使用する場合には、様々な電気機器を電気機器接続端子１３を介して電力線１０７に接続することができる。電気機器内部の電源回路などに存在するインピーダンスは、電力線１０７に接続することによりインピーダンスの不整合を発生する可能性があり、電気機器が発生するノイズは悪通信に影響を及ぼす。しかし、電気機器をフィルタ装置５０を介して電力線１０７に接続することにより、電気機器がマルチキャリア通信装置１００の通信に及ぼす影響を軽減できる。

前述のように、電源用フィルタ２２は例えば６０Ｈｚ以下の周波数帯域（直流も含む）の電力成分に対してはインピーダンスが低く、それ以外の周波数成分に対してはインピーダンスが高くなる電気的特性を有している。従って、通信に使用する周波数帯域（ｆＬ−ｆＨの間）の信号に対しては、電源用フィルタ２２は非常にインピーダンスが高くなり、通信用の信号は電源用フィルタ２２を通過しない。

従って、電気機器接続端子１３に様々な電気機器を接続した場合であっても、電力線１０７側からフィルタ装置５０を見た場合のインピーダンスは、通信用の周波数帯域では通信用フィルタ２１の特性によって定まり、電気機器自体のインピーダンスは大きな影響を及ぼさない。

また、モデム接続端子１２に接続されたマルチキャリア通信装置１００側からフィルタ装置５０を見た場合のインピーダンスは、通信用の周波数帯域では通信用フィルタ２１の特性によって定まり、電気機器接続端子１３に電気機器を接続した場合であっても、電気機器のインピーダンスは大きな影響を及ぼさない。

図１０〜図１２はマルチキャリア通信装置の具体的な構成例を示す図であり、図１０はマルチキャリア通信装置を正面側から見た斜視図、図１１はマルチキャリア通信装置を背面側から見た斜視図、図１２はマルチキャリア通信装置の電気回路の構成例を示すブロック図である。

このマルチキャリア通信装置１００は、本実施形態のフィルタ装置５０と電力線１０７を利用して通信を行う通信端末であり、具体的にはモデム（ＰＬＣモデム）として構成されている。勿論、本実施形態のフィルタ装置は、モデムに限らず、モデムを備えた電気機器（例えばテレビなどの家電機器）に接続して利用することもできる。

マルチキャリア通信装置１００は、図１０及び図１１に示すような筐体１０１の中に、図１２に示すような電気回路の回路モジュール２００が内蔵されている。筐体１０１の前面には、図１０に示すようにＬＥＤ（Light Emitting Diode）などで構成された表示部１０５が設けられている。また、筐体１０１の背面には、図１１に示すように電源コネクタ１０２と、ＲＪ４５などのＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル接続用のモジュラージャック１０３と、シリアルケーブル接続用のＤｓｕｂコネクタ１０４とが設けられている。電源コネクタ１０２には、図１１に示すように、平行ケーブルなどで構成されるＡＣコード１０６が接続される。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。Ｄｓｕｂコネクタ１０４には、図示しないシリアルケーブルが接続される。

図１２に示すように、マルチキャリア通信装置１００の内部には、回路モジュール２００及びスイッチング電源３００が備わっている。電源コネクタ１０２に接続されたＡＣコード１０６は、前述した本実施形態のフィルタ装置５０を経由してＡＣコンセント１０８と接続され、電力線１０７と接続される。したがって、スイッチング電源３００は、電力線１０７からフィルタ装置５０を経由して商用交流電力（ＡＣ１００Ｖ）の供給を受け、＋１．２Ｖ、＋３．３Ｖ、＋１２Ｖの各直流電圧を生成し、これらの電圧を回路モジュール２００に供給する。

回路モジュール２００の内部には、メイン集積回路（Integrated Circuit）２０１と、ＡＦＥ（Analog Front End）集積回路２０２と、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）２０３と、ドライバ集積回路２０５と、カプラ２０６と、バンドパスフィルタ（ＢＰＦ）２０７と、増幅器（ＡＭＰ ＩＣ）２０９と、ＡＤ変換集積回路（ＡＤＣ ＩＣ）２１０と、メモリ２１１と、イーサネット（登録商標）物理層集積回路（ＰＨＹ ＩＣ）２１２とが設けられている。

また、メイン集積回路２０１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２０１ａと、ＰＬＣ・ＭＡＣ（Power Line Communication・Media Access Control）ブロック２０１ｂと、ＰＬＣ・ＰＨＹ（Power Line Communication・Physical layer）ブロック２０１ｃとを有して構成されている。ＡＦＥ集積回路２０２は、Ｄ／Ａ変換器（ＤＡＣ）２３４と、Ａ／Ｄ変換器（ＡＤＣ）２３１と、可変ゲイン増幅器（ＶＧＡ）２３２とを有して構成されている。カプラ２０６は、コイルトランス２０６ａとコンデンサ２０６ｂとを有して構成されている。

図１２に示す回路モジュール２００は、例えばＯＦＤＭ（Orthogonal Frequency Division Multiplexing：直交周波数分割多重）信号のようなマルチキャリア信号を用いて他端末との間でデータの送受信を行うことができる。このデータ通信には、通信用の伝送路として電力線１０７を用い、この電力線上の所定の周波数帯域を使用する。従って、通信のために特別な伝送路を用意する必要がない。なお、例えば電力線１０７を利用して好ましい通信品質が得られないような場合には、他の線路、例えばテレビアンテナとテレビ受像器とを接続するために配線された同軸ケーブルによるアンテナ線や、電話機を接続するために配線された電話ケーブルなどをデータ通信のために補助的に利用することも可能である。また、電力線１０７以外を通信に利用する場合であっても、フィルタ装置５０を使用することもできる。

上述したように、本実施形態のフィルタ装置では、電力線通信装置と伝送路である電力線などとを接続することにより、電力線通信装置がデータ通信に使用する周波数帯域は、通信用フィルタ２１の周波数特性によって所定帯域のみ通過するように制限される。また、交流もしくは直流の電源電力は、電力線から電源用フィルタ２２を介して電力線通信装置に供給される。したがって、電力線通信装置が実際のデータ通信に使用する周波数帯域をこのフィルタ装置の通信用フィルタ２１の特性により決定付けることができる。また、電力線通信装置や他の電気機器に設けられる電源回路などのインピーダンスは比較的低く、このインピーダンスが電力線通信装置や他の通信装置の通信に影響を及ぼす可能性がある。しかし、他の電気機器を電気機器接続端子１３に接続した状態で、本実施形態のフィルタ装置を使用することにより、他の電気機器と電力線接続端子１１やモデム接続端子１２との間に電源用フィルタ２２、２３が設けられるので、電源回路などのインピーダンスの影響を防止でき、電気機器からのノイズ等が電力線通信装置に影響を及ぼしたり、電力線からのノイズ等が電力線通信装置に影響を及ぼすことを抑制できる。

つまり、例えば互いに種類が異なり通信に用いる周波数帯域が一部または全部重なる複数の通信装置が共通の伝送路に接続されるような場合であっても、複数種類の通信装置の少なくとも１つと伝送路との間に本実施形態のフィルタ装置を接続することにより、通信用フィルタ２１によってお互いの通信に用いる周波数帯域を区分して周波数帯域が重なるのを防止することができ、伝送路上での信号の衝突を回避できる。また、他の電気機器を電気機器接続端子１３に接続した状態では、フィルタ装置に備わった電源用フィルタ２２、２３により、通信に用いる周波数帯域において電源回路のインピーダンスの影響を無くすことができ、複数の機器の接続によって通信信号が減衰するなどの悪影響を防止できる。

よって、本実施形態のフィルタ装置によれば、プロトコルや変調形式などが異なる複数種類の通信装置や他の機器が電力線等の共通の伝送路に接続される可能性のある環境において、伝送路において複数の通信方式の通信信号が混在して伝送される場合などに、通信用フィルタによって複数の通信方式のそれぞれに割り当てた周波数帯域を区分して伝送することができる。このため、互いの通信信号が衝突してノイズになったり反射や吸収が生じるなどの干渉の影響を防止でき、Ｓ／Ｎの低下を防止できる。さらに、通信用フィルタと並列に電源用フィルタを設けることによって、他の通信装置（例えば異なる通信方式の電力線通信装置）や機器が電力線に接続された場合のインピーダンス変動の影響を防止することができる。これにより、それぞれの通信装置における通信品質の劣化を抑制することができる。

（第２の実施形態）
本発明に係るフィルタ装置の第２の実施形態について、図１３を参照しながら以下に説明する。図１３は第２の実施形態におけるフィルタ装置主要部の構成を示すブロック図である。

第２の実施形態は第１の実施形態の変形例であり、図１３において第１の実施形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第１の実施形態と異なる要素及び動作について以下に説明する。

図１３に示すフィルタ装置５０Ａは、３つの帯域制限フィルタ３１，３２，３３と、スイッチ部３４ａ，３４ｂと、インピーダンスアッパ３５とを備えている。帯域制限フィルタ３１，３２，３３は、第１の実施形態における通信用フィルタ２１と同じ機能を果たす構成要素であり、それぞれ所定の周波数帯域を遮断し、目的の周波数帯域を通過させるフィルタ素子で構成され、データ通信に用いる信号（ＰＬＣ搬送波信号）の周波数帯域を制限するものである。インピーダンスアッパ３５は、第１の実施形態における電源用フィルタ２３と同じ機能を果たす構成要素であり、商用交流電源周波数以下の周波数成分（電力）のみを通過し、それ以外の周波数成分に対してはインピーダンスが高くなって遮断するものである。この実施形態は、複数の帯域制限フィルタをスイッチ部で選択的に切り替えて接続し、通過させる帯域を可変とした例である。

３つの帯域制限フィルタ３１，３２，３３は、互いに異なる周波数特性を有している。具体例としては、図７（ｄ）に示す３つの帯域ＢＬ，ＢＭ，ＢＨのそれぞれに３つの帯域制限フィルタ３１，３２，３３を割り当てることが考えられる。すなわち、帯域制限フィルタ３１は、図７（ｄ）に示す低域ＢＬの周波数成分のみを通過し、それ以外の周波数成分は遮断するローパスフィルタとして構成し、帯域制限フィルタ３２は、図７（ｄ）に示す中域ＢＭの周波数成分のみを通過し、それ以外の周波数成分は遮断するバンドパスフィルタとして構成し、帯域制限フィルタ３３は、図７（ｄ）に示す高域ＢＨの周波数成分のみを通過し、それ以外の周波数成分は遮断するハイパスフィルタとして構成する。

スイッチ部３４ａ，３４ｂは、フィルタ切り替え部及び特性切り替え部の機能を有するもので、電力線接続端子１１とモデム接続端子１２との間で通信用の信号の経路を切り替える。すなわち、バイパス線路２５及び３つの帯域制限フィルタ３１，３２，３３のいずれか１つの経路を通信用の信号が通るように選択する。なお、３つの帯域制限フィルタ３１，３２，３３のうちの複数を同時に選択し、複数の周波数帯域を通過させるように、スイッチ部３４ａ，３４ｂで経路を切り替えるように構成することもできる。

従って、例えば上述のように、帯域制限フィルタ３１をローパスフィルタとして構成し、帯域制限フィルタ３２をバンドパスフィルタとして構成し、帯域制限フィルタ３３をハイパスフィルタとして構成する場合には、スイッチ部３４ａ，３４ｂの切り替えにより、図７（ａ）に示すｆＬからｆＨまでの全域と、図７（ｄ）に示す低域ＢＭと、図７（ｄ）に示す中域ＢＭと、図７（ｄ）に示す高域ＢＨとの４種類の帯域の中から、通信に使用する帯域を適宜選択することができる。

なお、図１３に示したフィルタ装置５０Ａにおいては、独立した３つの帯域制限フィルタ３１，３２，３３を設けたが、可変インピーダンス素子等を有してなる周波数特性が可変の帯域制限フィルタを用いれば、単一の帯域制限フィルタだけで図１３に示すフィルタ装置５０Ａと同等の機能を実現することができる。

つまり、帯域制限フィルタの構成要素として可変抵抗器、可変インダクタ、可変コンデンサ等の可変インピーダンス素子を用いれば、フィルタの周波数特性を変更することができる。実際には、抵抗器やインダクタやコンデンサとして互いに特性の異なる複数の素子を用意しておき、複数の素子をスイッチで切り替えればよい。また、スイッチドキャパシタや、トランジスタや、バリキャップダイオードなどをフィルタの構成要素として採用することにより、電気的な制御でフィルタの周波数特性を変更することが可能になる。従って、スイッチなどの切り替えにより、単一の帯域制限フィルタの周波数特性を変更することが可能になる。

なお、図１３に示したフィルタ装置５０Ａにおいては、ｆＬ−ｆＨの周波数帯域を帯域制限フィルタにより３分割する場合を想定しているが、分割する帯域の数については、共通の電力線１０７に接続される通信端末のグループ数と同数だけ用意する必要がある。

上述したように、本実施形態のフィルタ装置によれば、周波数特性を可変とした通信用フィルタを設けることによって、接続される通信装置に応じて通信信号の帯域を変化させることができる。このため、伝送路に接続される通信装置の通信方式の種類や数に応じて、適切に通信信号の帯域を割り当てて干渉の影響を防止することができる。

（第３の実施形態）
本発明に係るフィルタ装置の第３の実施形態について、図１４を参照しながら以下に説明する。図１４は第３の実施形態におけるフィルタ装置主要部の構成を示すブロック図である。

第３の実施形態は第１の実施形態及び第２の実施形態の変形例であり、図１４において第１の実施形態及び第２の実施形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第１の実施形態又は第２の実施形態と異なる要素及び動作について以下に説明する。

図１４に示すフィルタ装置５０Ｂは、３つの帯域制限フィルタ３１，３２，３３と、スイッチ部３６ａ，３６ｂと、インピーダンスアッパ３５とを備え、さらにマルチキャリア通信装置１００を接続するための端子として、２つのモデム接続端子１２Ａ，１２Ｂを備えている。

インピーダンスアッパ３５は、第１の実施形態における電源用フィルタ２３と同じ機能を果たす要素であり、商用交流電源周波数以下の周波数成分のみを通過し、それ以外の周波数成分に対してはインピーダンスが高くなる。また、３つの帯域制限フィルタ３１，３２，３３の機能については、第２の実施形態と同様である。

スイッチ部３６ａ，３６ｂは、フィルタ切り替え部及びフィルタ特性設定部の機能を有するものである。一方、スイッチ部３６ａはモデム接続端子１２Ａに接続されるマルチキャリア通信装置１００の通信信号の経路を切り替えるために設けてあり、他方のスイッチ部３６ｂはモデム接続端子１２Ｂに接続されるマルチキャリア通信装置１００の通信信号の経路の切り替えるために設けてある。

すなわち、スイッチ部３６ａはモデム接続端子１２Ａに接続されるマルチキャリア通信装置１００の通信信号が、バイパス線路２５及び３つの帯域制限フィルタ３１，３２，３３のいずれか１つの経路を通るように選択的に切り替える。また、スイッチ部３６ｂはモデム接続端子１２Ｂに接続されるマルチキャリア通信装置１００の通信信号が、バイパス線路２５及び３つの帯域制限フィルタ３１，３２，３３のいずれか１つの経路を通るように選択的に切り替える。

従って、互いに種類の異なるＡグループの通信端末とＢグループの通信端末とが共通の電力線１０７を伝送路として使用する場合には、例えばフィルタ装置５０Ｂのモデム接続端子１２ＡをＡグループに属する通信端末（マルチキャリア通信装置１００）を接続するために割り当て、モデム接続端子１２ＢをＢグループに属する通信端末を接続するために割り当てることもできる。

その場合、Ａグループに属する通信端末が通信に使用する帯域とＢグループに属する通信端末が通信に使用する帯域とが重ならないように、予めスイッチ部３６ａ，３６ｂで信号経路を定めておけばよい。これにより、ユーザは自分の使用するマルチキャリア通信装置１００が属するグループに応じて、フィルタ装置５０Ｂに対するマルチキャリア通信装置１００の接続口をモデム接続端子１２Ａ，１２Ｂの中から選択するだけで、複数グループ間で信号が衝突しないように適切に帯域を選択できる。

なお、図１４に示したフィルタ装置５０Ｂにおいては、独立した３つの帯域制限フィルタ３１，３２，３３を設けたが、周波数特性が可変の帯域制限フィルタを用いれば、モデム接続端子１２Ａ，１２Ｂの数と同数の帯域制限フィルタを設けるだけで図１４に示すフィルタ装置５０Ｂと同等の機能を実現することができる。

つまり、帯域制限フィルタの構成要素として可変抵抗器や可変インダクタや可変コンデンサを用いれば、フィルタの周波数特性を変更することができる。実際には、抵抗器やインダクタやコンデンサとして互いに特性の異なる複数の素子を用意しておき、複数の素子をスイッチで切り替えればよい。また、スイッチドキャパシタや、トランジスタや、バリキャップダイオードなどをフィルタの構成要素として採用することにより、電気的な制御でフィルタの周波数特性を変更することが可能になる。従って、スイッチなどの切り替えにより、各々の帯域制限フィルタの周波数特性を変更することが可能になる。

上述したように、本実施形態のフィルタ装置によれば、複数の通信装置接続部を設け、それぞれの通信装置接続部に対して通信用フィルタの周波数特性を可変とすることによって、接続された複数の通信装置の種類に応じてそれぞれ通信信号の帯域を変化させることができる。このため、複数種類の通信装置を併用する場合に、伝送路に接続される通信装置の通信方式の種類や数に応じて、適切に通信信号の帯域を割り当てて干渉の影響を防止することができる。

（第４の実施形態）
本発明に係るフィルタ装置の第４の実施形態について、図１５を参照しながら以下に説明する。図１５は第４の実施形態におけるフィルタ装置主要部の構成を示すブロック図である。

第４の実施形態は第３の実施形態の変形例であり、図１５において第３の実施形態と対応する要素は同一の符号を付けて示してある。第３の実施形態と異なる要素及び動作について以下に説明する。

図１５に示すフィルタ装置５０Ｃは、機器種別識別部の一例に相当するモデム種別識別部３７を備えている。また、スイッチ部３６ａ，３６ｂは、フィルタ切り替え部及びフィルタ特性設定部の機能を有するもので、電気的な制御により切り替え可能に構成されている。モデム種別識別部３７の入力は、モデム接続端子１２Ａ及びモデム接続端子１２Ｂと接続されている。このモデム種別識別部３７は、モデム接続端子１２Ａに接続される通信端末及びモデム接続端子１２Ｂに接続される通信端末からそれぞれ出力される信号を検出して、各端子に接続された通信端末の種別を識別する。

この第４の実施形態では、各モデム接続端子１２Ａ，１２Ｂに接続される通信端末（マルチキャリア通信装置１００）のそれぞれが自分の属しているグループすなわち種類を特定するための特有の情報を送出する場合を想定している。接続される通信端末から出力される特定の信号等による種別情報を検出することにより、モデム種別識別部３７は各モデム接続端子１２Ａ，１２Ｂに接続された通信端末のグループあるいは種別、通信方式等を自動的に識別する。そして、モデム種別識別部３７は識別結果に応じてスイッチ部３６ａ，３６ｂの選択状態を自動的に切り替える。

従って、実際にフィルタ装置５０Ｃの各モデム接続端子１２Ａ，１２Ｂに接続された通信端末の種別に適した帯域を利用して通信するように、各通信端末に対するフィルタ特性を自動的に選択することができる。

例えば、図８（ａ）に示すように比較的低い周波数帯域を通信に使用するＡグループの通信端末と比較的高い周波数帯域を通信に使用するＢグループの通信端末とが共通の電力線１０７に接続されたような環境では、図８（ｂ），（ｃ），（ｄ）に示すように帯域を割り当てることによりｆＬ−ｆＨの範囲の全周波数帯域を有効に利用できる。従って、このような場合には、Ａグループの通信端末の信号を通す経路で高域を遮断して図８（ｂ）に示すような帯域割り当て状態で使用するか、又はＢグループの通信端末の信号を通す経路で低域を遮断して図８（ｃ）に示すような帯域割り当て状態で使用するか、もしくはＡグループの通信端末の信号を通す経路で高域を遮断すると共に、Ｂグループの通信端末の信号を通す経路で低域を遮断して図８（ｄ）に示すような帯域割り当て状態で使用するように自動的に制御することができる。

上述したように、本実施形態のフィルタ装置によれば、複数の通信装置接続部を設け、それぞれの通信装置接続部に接続される通信装置の種別を識別し、識別結果に応じて通信用フィルタの周波数特性を可変とすることによって、接続された複数の通信装置の種類に応じてそれぞれ通信信号の帯域を変化させることができる。このため、複数種類の通信装置を併用する場合に、伝送路に接続される通信装置の通信方式の種類や数に応じて、使用者が切り替え操作を行う手間をかけずに、適切に通信信号の帯域を割り当てて干渉の影響を防止することができる。

（現実的な構成例）
前述したフィルタ装置５０に関する現実的な構成例を図１６〜図１９に示す。これらの構成例について以下に説明する。

図１６は本実施形態のフィルタ装置の現実的な第１構成例を示す電気回路図である。図１６に示す第１構成例のフィルタ装置５０Ｄは、電力線接続端子１１にＡＣコンセント１０８と接続するためのコンセントプラグ５１が設けてあり、モデム接続端子１２にはコンセント５２が設けてある。そして、電気機器接続端子１３にはＡＣコード５３を介してコンセントタップ５４が接続してある。

図１７は本実施形態のフィルタ装置の現実的な第２構成例を示す電気回路図である。図１７に示す第２構成例のフィルタ装置５０Ｅは、電力線接続端子１１にＡＣコード６１が接続されて延出され、ＡＣコンセント１０８と接続するためのコンセントプラグ６２が設けてあり、モデム接続端子１２にはコンセント５２が設けてある。そして、電気機器接続端子１３にはＡＣコード５３を介してコンセントタップ５４が接続してある。

図１８は本実施形態のフィルタ装置の現実的な第３構成例を示す電気回路図である。図１８に示す第３構成例のフィルタ装置５０Ｆは、電力線接続端子１１にＡＣコード６１が接続されて延出され、ＡＣコンセント１０８と接続するためのコンセントプラグ６２が設けてあり、モデム接続端子１２にはコンセント５２が設けてある。そして、電気機器接続端子１３には複数のコンセント６３を接続して設けてある。この第３構成例では、フィルタ装置５０Ｆにコンセント６３が内蔵され、フィルタ装置５０Ｆ自体をコンセントタップとして一体に構成してある。

図１９は図１６〜図１８に示したフィルタ装置の外観構成例を示す説明図である。図１９（ａ）は図１６に示した第１構成例に対応するものである。図１９（ｂ）は図１７に示した第２構成例に対応するものである。図１９（ｃ）は図１８に示した第３構成例に対応するものである。

このように、本実施形態のフィルタ装置をＡＣ電源ケーブルが接続されるコンセントやテーブルタップ、ＡＣ電源ケーブルのコンセントプラグ、あるいはこれらの中間部などに配設して構成し、フィルタ装置を容易に利用可能にすることができる。

上述したように、本実施形態のフィルタ装置では、所定の通信信号の周波数帯域を通過させる第１のフィルタと、商用電源周波数では低インピーダンスであり通信信号の周波数帯域では高インピーダンスである第２のフィルタとを備える構成となっている。このため、例えば互いにプロトコルや変調形式などの通信方式が異なり、通信に用いる周波数帯域が部分的に重なる複数種類の通信装置が線路に共通に接続されるような場合であっても、複数種類の通信装置の少なくとも１つと線路との間に本実施形態のフィルタ装置を接続することにより、それぞれの通信装置において通信に用いる周波数帯域が重なるのを防止することができ、線路上での信号の衝突を回避できる。これにより、それぞれの通信装置におけるＳ／Ｎの低下を防止できる。

また、フィルタ装置に設けた第２のフィルタの特性により、線路に接続される他の通信装置や他の電気機器の電源回路によるインピーダンス変動の影響が通信に用いる周波数帯域には及ばないようになる。これにより、複数の通信装置を共通の線路に接続した場合でも、通信用の信号が他の通信装置や電気機器のインピーダンスの影響を受けて線路上で減衰するのを防止できる。

家庭内の電灯線のような電力線を通信用の伝送路として用いる通信システムを構成する場合には、本実施形態のフィルタ装置を介して通信装置を電力線に接続することにより、各通信装置が通信に使用可能な周波数帯域の一部を制限することができる。従って、種類の異なる複数グループの通信端末が共通の電力線に接続されるような環境においては、本実施形態のフィルタ装置を利用することにより、グループ間で通信に使用する帯域が重ならないように区分することができ、複数グループの共存が可能になる。また、複数グループの通信端末が共通の電力線に接続されるような環境においても、インピーダンスの不整合が生じるのを防止できるため、良好な通信品質が確保できる。さらに、通信に影響を及ぼす電気機器などをフィルタ装置の第２のフィルタに対応する特定の端子に接続することにより、電気機器が及ぼす影響（ノイズやインピーダンスの変動）を軽減することが可能になる。従って、例えばマンションやアパートのような集合住宅に住むユーザに対して通信システムを提供するような場合に、本実施形態のフィルタ装置は大きな利用価値がある。

本発明は、プロトコルや変調形式などの異なる複数種類の通信装置が電力線のような共通の線路に接続される可能性のある環境において、他の通信装置や接続機器による通信信号の干渉やインピーダンス変動の影響を防止でき、通信装置における通信品質劣化を抑制することが可能となる効果を有し、導電体で構成される線路を通信用の伝送路として利用する通信装置と前記線路との間に接続されるフィルタ装置、例えば、電力線などを伝送路として使用する通信システムに利用されるフィルタ装置等として有用である。

通信システムの利用環境の具体例を示すブロック図 第１の実施形態におけるフィルタ装置主要部の概略構成を示すブロック図 第１の実施形態におけるフィルタ装置主要部の具体的構成を示す電気回路図 本実施形態のフィルタ装置における第１〜第３変形例の構成を示す電気回路図 本実施形態のフィルタ装置における第４〜第６変形例の構成を示す電気回路図 第１の実施形態におけるフィルタ装置主要部の変形例の構成を示す電気回路図 通信用の周波数帯域の割り当ての具体例を示す模式図 通信用の周波数帯域の帯域制限の一例を示す模式図 通信用の周波数帯域の帯域制限の他の例を示す模式図 マルチキャリア通信装置を正面側から見た斜視図 マルチキャリア通信装置を背面側から見た斜視図 マルチキャリア通信装置の電気回路の構成例を示すブロック図 第２の実施形態におけるフィルタ装置主要部の構成を示すブロック図 第３の実施形態におけるフィルタ装置主要部の構成を示すブロック図 第４の実施形態におけるフィルタ装置主要部の構成を示すブロック図 本実施形態のフィルタ装置の現実的な第１構成例を示す電気回路図 本実施形態のフィルタ装置の現実的な第２構成例を示す電気回路図 本実施形態のフィルタ装置の現実的な第３構成例を示す電気回路図 本実施形態のフィルタ装置の外観構成例を示す説明図

符号の説明

１１ 電力線接続端子
１２ モデム接続端子
１３ 電気機器接続端子
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ 通信用フィルタ
２２，２３ 電源用フィルタ
２４ スイッチ部
２５ バイパス線路
２６，３１，３２，３３ 帯域制限フィルタ
２７，３５ インピーダンスアッパ
３４ａ，３４ｂ スイッチ部
３６ａ，３６ｂ スイッチ部
３７ モデム種別識別部
５０，５０ｘ，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ，５０Ｆ フィルタ装置
５１，６２ コンセントプラグ
５２，６３ コンセント
５３，６１ ＡＣコード
５４ コンセントタップ
１００，１００Ａ，１００Ｂ マルチキャリア通信装置
１０１ 筐体
１０２ 電源コネクタ
１０３ モジュラージャック
１０４ Ｄｓｕｂコネクタ
１０５ 表示部
１０６ ＡＣコード
１０７ 電力線
１０８ ＡＣコンセント
２００ 回路モジュール
２０１ メイン集積回路
２０１ａ ＣＰＵ
２０１ｂ ＰＬＣ・ＭＡＣブロック
２０１ｃ ＰＬＣ・ＰＨＹブロック
２０２ ＡＦＥ集積回路
２０３ ローパスフィルタ
２０５ ドライバ集積回路
２０６ カプラ
２０６ａ コイルトランス
２０６ｂ コンデンサ
２０７ バンドパスフィルタ
２０９ 増幅器
２１０ ＡＤ変換集積回路
２１１ メモリ
２１２ イーサネット物理層集積回路
２３１ Ａ／Ｄ変換器
２３２ 可変ゲイン増幅器
２３４ Ｄ／Ａ変換器
３００ スイッチング電源

Claims (9)

1. 有線伝送路を利用して通信を行う通信装置と接続されるフィルタ装置であって、
   前記通信装置と電気的に接続される第１の端子と、
   前記有線伝送路と電気的に接続される第２の端子と、
   前記通信装置とは異なる他の電気機器に電気的に接続可能な第３の端子と、
   前記第１の端子と前記第２の端子との間に配置されると共に、前記通信装置が通信に使用する第１の周波数帯域では、前記第１の周波数帯域以外の周波数帯域に比べて低いインピーダンスを有する第１のフィルタと、
   前記第１のフィルタと並列に接続され、前記第１の周波数と異なる周波数帯域であると共に商用交流電力が使用する第２の周波数帯域では、前記第２の周波数帯域以外の周波数帯域に比べて低いインピーダンスを有する第２のフィルタと、を備え、
   前記第２のフィルタを、前記第１の端子および前記第２の端子の間に電気的に接続すると共に、前記第１の端子および前記第３の端子の間に電気的に接続することを特徴とするフィルタ装置。
2. 請求項１に記載のフィルタ装置であって、
   前記第１のフィルタをバイパスさせるバイパス線路と、
   前記第１のフィルタと前記バイパス線路とで信号経路を切り替えるフィルタ切り替え部とを備えるフィルタ装置。
3. 請求項１に記載のフィルタ装置であって、
   前記第１のフィルタは、互いに異なる周波数特性を有する複数の帯域制限フィルタを有し、
   前記複数の帯域制限フィルタから少なくとも１つ以上の帯域制限フィルタを選択的に切り替え接続する特性切り替え部を備えるフィルタ装置。
4. 請求項１に記載のフィルタ装置であって、
   前記第１のフィルタは、周波数特性を変化させる可変インピーダンス素子を有するフィルタ装置。
5. 請求項１に記載のフィルタ装置であって、
   前記第１の端子として、通信方式の異なる複数の通信装置をそれぞれ接続する複数の端子を有し、
   前記第１のフィルタは、互いに異なる周波数特性を有するかあるいは周波数特性が可変である複数の帯域制限フィルタを有し、
   前記第１の端子に接続される通信装置に応じて、各通信装置が接続される端子に対してそれぞれ適当な周波数特性を持つ前記第１のフィルタの帯域制限フィルタが接続されるようフィルタ設定を行うフィルタ特性設定部を備えるフィルタ装置。
6. 請求項５に記載のフィルタ装置であって、
   前記第１の端子に接続される通信装置から出力される種別情報を検出して前記通信装置の種類を識別する機器種別識別部を備え、前記フィルタ特性設定部は、前記機器種別識別部の識別結果に基づいて前記第１のフィルタにおける帯域制限フィルタの設定を切り替えるフィルタ装置。
7. 請求項１に記載のフィルタ装置であって、
   前記第３の端子と前記第２のフィルタの一端との接続点より前記第２の端子側に配置され、前記第２の周波数帯域では、前記第２の周波数帯域以外の周波数帯域に比べて低いインピーダンスを有する第３のフィルタを備えるフィルタ装置。
8. 請求項１に記載のフィルタ装置であって、
   前記第３の端子と前記第２のフィルタの一端との接続点より前記第３の端子側に配置され、前記第２の周波数帯域では、前記第２の周波数帯域以外の周波数帯域に比べて低いインピーダンスを有する第３のフィルタを備えるフィルタ装置。
9. 請求項１に記載のフィルタ装置であって、
   前記第１の端子は、前記通信装置として用いる電力線通信装置を接続する電力供給及び通信信号送受用のコンセントを有して構成され、
   前記第２の端子は、前記有線伝送路として用いる商用交流電力供給用の電力線のコンセントに接続されるコンセントプラグを有して構成され、
   前記第３の端子は、前記他の電気機器を接続する電力供給用のコンセントを有して構成されるフィルタ装置。

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