JP2005073209A - Power line transmission unit and coupler circuit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、信号の伝送媒体として電力線を用いる電力線通信システムに用いられる電力線通信ユニット、および電力線通信ユニットを電力線に結合するカプラ回路に関する。 The present invention relates to a power line communication unit used in a power line communication system using a power line as a signal transmission medium, and a coupler circuit for coupling the power line communication unit to a power line.
従来より、通信ネットワークを確立するために、通信媒体として、各通信端末間に専用線を配設することが行われている。通信媒体として専用線を用いると、新たにネットワーク機器を導入する場合や、機器を移動する場合には、配線の変更や、新たに配線を施す必要がある。 Conventionally, in order to establish a communication network, a dedicated line is provided as a communication medium between communication terminals. When a dedicated line is used as a communication medium, when a new network device is introduced or when a device is moved, it is necessary to change the wiring or to perform a new wiring.
一方、既設の配線を通信媒体として利用することにより、専用線の配設を不要にする通信手法として、電力線を用いる方法が考えられている。この電力線を通信媒体として利用して通信を行う方法だと、既設の電力線を用いるので専用線を新たに配線する必要がなく、ネットワーク機器を導入する場合や、一度設置した機器を移動する場合においても、配線の追加や変更を行う必要がないという利点がある。現状、日本では電力線通信で使用する周波数帯域として１０ｋＨｚ〜４５０ｋＨｚが許容されているが、近年の高速通信への要求を満足するため、これよりも高く広い周波数帯域（例えば２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ）での使用が検討されている。 On the other hand, a method using a power line is considered as a communication method that makes it unnecessary to provide a dedicated line by using an existing wiring as a communication medium. In this method of communication using this power line as a communication medium, there is no need to newly install a dedicated line because an existing power line is used, and when introducing network equipment or moving equipment once installed However, there is an advantage that it is not necessary to add or change wiring. Currently, 10 kHz to 450 kHz is allowed as a frequency band used in power line communication in Japan, but in order to satisfy the recent demand for high-speed communication, it is used in a higher frequency band (for example, 2 MHz to 30 MHz) than this. Is being considered.
例えば家電機器間において電力線を通信媒体として通信を行う場合、各家電機器と電力線とを接続するために電力線通信ユニットが用いられる。電力線通信ユニットには、通信を行う家電機器側の通信インタフェースに接続可能な通信モジュールが組み込まれている。 For example, when communication is performed between home appliances using a power line as a communication medium, a power line communication unit is used to connect each home appliance and the power line. The power line communication unit incorporates a communication module that can be connected to a communication interface on the home appliance side that performs communication.
電力線通信ユニットにはまた、電力線通信ユニットを電力線に結合し、電力線に送信信号を重畳すると共に、電力線に重畳されている信号を受信信号として取り出すためのカプラ回路が組み込まれている。カプラ回路は、電力線通信ユニットと電力線とを電気的に絶縁する絶縁トランスを有している。通常、このカプラ回路では、送信信号と受信信号とが、共にできる限り減衰しないような構成とされている。このため、絶縁トランスの巻線比率は通常、受信側（通信ユニット側）を一次側、送信側（電力線側）を二次側とすると、一次：二次＝１：１で構成され、信号の振幅レベルについては、ほぼそのままの状態で通過させている。 The power line communication unit also incorporates a coupler circuit that couples the power line communication unit to the power line, superimposes a transmission signal on the power line, and extracts a signal superimposed on the power line as a reception signal. The coupler circuit includes an insulating transformer that electrically insulates the power line communication unit and the power line. Normally, this coupler circuit is configured such that both the transmission signal and the reception signal are not attenuated as much as possible. For this reason, the winding ratio of the insulation transformer is normally configured as primary: secondary = 1: 1 when the reception side (communication unit side) is the primary side and the transmission side (power line side) is the secondary side, The amplitude level is passed as it is.
このようなカプラ回路の従来技術としては、例えば以下の特許文献１に記載のものがある。
しかしながら、これまでの電力線通信ユニットでは、カプラ回路を通過する前と後で、送信信号の信号レベルをほぼそのままの状態で電力線に重畳させているため、重畳される信号レベルによっては、通信機器以外の他の電子機器に対して、いわゆる雑音端子電圧となってノイズレベル的に問題になることもあり得る。特に、高速化のために通信周波数帯域を広げようとすると、他の電子機器に対してノイズになり得る可能性が高くなる。 However, in the conventional power line communication unit, the signal level of the transmission signal is superimposed on the power line almost as it is before and after passing through the coupler circuit. For other electronic devices, a so-called noise terminal voltage may be a problem in terms of noise level. In particular, if the communication frequency band is increased for speeding up, there is a high possibility of causing noise to other electronic devices.
電力線通信ユニットは、送信側の回路として、Ｄ／Ａ（デジタル／アナログ）コンバータやアンプなどを有しているので、信号レベルを抑えるには、そのアンプの増幅率を抑えれば良い。しかし、アンプの増幅率を抑えたとしても、アンプの前段に入っているＤ／Ａコンバータ等にも増幅作用があり、その増幅レベルや、他の電子機器側におけるノイズの規定値によっては、その規定値をオーバすることもあり得る。また、信号レベルを抑えるために、アッテネータ（減衰器）を送信側に挿入することも考えられるが、コストアップ等につながる。また、送信信号のレベルを抑えた分、受信側では今までよりも減衰した信号を受信することになるので、今までと同じ受信レベルを確保するためには、受信側のアンプの増幅率を上げなければならず、そのためのアンプが必要となる。 Since the power line communication unit includes a D / A (digital / analog) converter, an amplifier, and the like as a circuit on the transmission side, the amplification factor of the amplifier may be suppressed in order to suppress the signal level. However, even if the amplification factor of the amplifier is suppressed, the D / A converter etc. in the front stage of the amplifier also has an amplifying effect, and depending on the amplification level and the specified noise value on the other electronic device side, The specified value may be exceeded. In order to suppress the signal level, an attenuator (attenuator) may be inserted on the transmission side, but this leads to an increase in cost. In addition, since the reception side receives a signal that is attenuated more than before, as much as the level of the transmission signal is suppressed, in order to secure the same reception level as before, the amplification factor of the amplifier on the reception side must be increased. It must be raised, and an amplifier for that purpose is required.
上記特許文献１には、通信機器以外の他の電子機器から発せられた周波数成分によって通信に影響が出ないように、他の電子機器からのノイズを抑制する技術が開示されているが、逆に、通信機器側からの送信信号が他の電子機器に及ぼすノイズの影響については考慮されていない。
The
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、信号処理回路側にアッテネータ等の回路を追加することなく、簡単な構成で、送信信号を必要分だけ減衰させ、ノイズの低減等を図ることができると共に、受信信号の増幅も行うことができるようにした電力線通信ユニットおよびカプラ回路を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and its purpose is to reduce noise by attenuating a transmission signal by a necessary amount with a simple configuration without adding a circuit such as an attenuator on the signal processing circuit side. It is an object of the present invention to provide a power line communication unit and a coupler circuit which can achieve the above and the like and can also amplify a received signal.
本発明によるカプラ回路は、電力線と電力線通信用の信号処理回路との間に接続され、信号処理回路からの送信信号を電力線に重畳すると共に、電力線に重畳されている信号を分離して受信するカプラ回路であって、信号処理回路側に設けられた第１の巻線と電力線側に設けられた第２の巻線とを含み、第２の巻線の巻数が、第１の巻線の巻数よりも少なく構成されているトランスを備えたものである。 A coupler circuit according to the present invention is connected between a power line and a signal processing circuit for power line communication, superimposes a transmission signal from the signal processing circuit on the power line, and separates and receives a signal superimposed on the power line. A coupler circuit including a first winding provided on the signal processing circuit side and a second winding provided on the power line side, wherein the number of turns of the second winding is equal to that of the first winding. It is equipped with a transformer that is configured to have fewer turns.
本発明による電力線通信ユニットは、電力線に接続され、送信信号を電力線に重畳すると共に、電力線に重畳されている信号を分離して受信するカプラ回路と、カプラ回路を介して電力線に送信信号を出力すると共に、カプラ回路を介して電力線からの信号を受信する信号処理回路とを備え、カプラ回路が、信号処理回路側に設けられた第１の巻線と電力線側に設けられた第２の巻線とを含み、第２の巻線の巻数が、第１の巻線の巻数よりも少なく構成されているトランスを有するものである。 A power line communication unit according to the present invention is connected to a power line, superimposes a transmission signal on the power line, and separates and receives a signal superimposed on the power line, and outputs a transmission signal to the power line via the coupler circuit. And a signal processing circuit that receives a signal from the power line via the coupler circuit, and the coupler circuit includes a first winding provided on the signal processing circuit side and a second winding provided on the power line side. And a transformer having a number of turns of the second winding smaller than that of the first winding.
本発明による電力線通信ユニットおよびカプラ回路では、カプラ回路によって、信号処理回路からの送信信号が電力線に重畳されると共に、電力線に重畳されている信号が分離されて受信される。カプラ回路のトランスにおいて、電力線側に設けられた第２の巻線の巻数が、信号処理回路側に設けられた第１の巻線の巻数よりも少なく構成されていることにより、電力線側のインピーダンスが信号処理回路側のインピーダンスよりも小さくなるようなインピーダンス変換が行われ。これにより、電力線通信ユニット側（信号処理回路側）から電力線側へと送信される信号が、カプラ回路のトランスの巻線比率に応じて減衰される。逆に、電力線側から電力線通信ユニット側に受信される信号が、カプラ回路のトランスの巻線比率に応じて増幅される。信号処理回路にアッテネータ等を挿入することなく、簡単な構成で、他の電子機器に対するノイズの低減が図られる。 In the power line communication unit and the coupler circuit according to the present invention, the coupler circuit superimposes the transmission signal from the signal processing circuit on the power line and separates and receives the signal superimposed on the power line. In the transformer of the coupler circuit, since the number of turns of the second winding provided on the power line side is smaller than the number of turns of the first winding provided on the signal processing circuit side, the impedance on the power line side Impedance conversion is performed so that is smaller than the impedance on the signal processing circuit side. Thereby, the signal transmitted from the power line communication unit side (signal processing circuit side) to the power line side is attenuated according to the winding ratio of the transformer of the coupler circuit. Conversely, a signal received from the power line side to the power line communication unit side is amplified according to the winding ratio of the transformer of the coupler circuit. Noise can be reduced with respect to other electronic devices with a simple configuration without inserting an attenuator or the like into the signal processing circuit.
本発明による電力線通信ユニットおよびカプラ回路において、第１の巻線の巻数Ｎ1と第２の巻線の巻数Ｎ2とに関して、以下の条件を満足することが好ましい。
１＜Ｎ1／Ｎ2≦５
In the power line communication unit and coupler circuit according to the present invention, it is preferable that the following conditions are satisfied with respect to the number of turns N1 of the first winding and the number of turns N2 of the second winding.
1 <N1 / N2 ≦ 5
本発明による電力線通信ユニットおよびカプラ回路によれば、カプラ回路のトランスにおける電力線側の巻数を、信号処理回路側の巻数よりも少なく構成したので、電力線側のインピーダンスが信号処理回路側のインピーダンスよりも小さくなるようなインピーダンス変換を行うことができる。これにより、信号処理回路側にアッテネータ等の回路を追加することなく、簡単な構成で、送信信号を必要分だけ減衰させ、ノイズの低減等を図ることができると共に、受信信号の増幅も行うことができる。 According to the power line communication unit and the coupler circuit of the present invention, the number of turns on the power line side in the transformer of the coupler circuit is less than the number of turns on the signal processing circuit side, so that the impedance on the power line side is higher than the impedance on the signal processing circuit side. Impedance conversion can be performed to reduce the impedance. As a result, it is possible to attenuate the transmission signal by a necessary amount with a simple configuration without adding a circuit such as an attenuator on the signal processing circuit side, to reduce noise, and to amplify the reception signal. Can do.
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図２は、本発明の一実施の形態に係るカプラ回路を備えた電力線通信ユニットの構成例を示している。電力線通信ユニット１は、信号の伝送媒体として電力線２を用いる電力線通信システムに用いられるものであり、電力線２と情報機器３０との間に接続される。この電力線通信ユニット１は、電力線通信ユニット１を電力線２に結合するためのカプラ回路１０と、送信信号および受信信号に対して種々の信号処理を施す信号処理回路２０と、電力線通信ユニット１を例えば接続ケーブルなどを介して情報機器３０に接続するためのインタフェースＩＣ２８とを備えている。
FIG. 2 shows a configuration example of a power line communication unit including a coupler circuit according to an embodiment of the present invention. The power
電力線２は、例えば商用交流電圧であるＡＣ（交流）１００Ｖ，２００Ｖでの電力供給を行うものである。情報機器３０は、例えば、通信機能を備えたパーソナル・コンピュータや家電機器などである。情報機器３０は、電力線通信ユニット１のインタフェースＩＣ２８に対応するインタフェースＩＣ３１と、電力線２に接続され、交流（ＡＣ）電圧を直流（ＤＣ）電圧に変換するＡＣ／ＤＣ電源回路３２とを備えている。
The
電力線通信ユニット１への電力供給は、電力線２に接続された専用のＡＣ／ＤＣ電源回路３から行われるようになっている。なお、図３に示したように、この電力供給を情報機器３０側のＡＣ／ＤＣ電源回路３２から行うようにしても良い。
The power supply to the power
カプラ回路１０は、電力線２に送信信号を重畳する機能と、電力線２に重畳されている信号を分離して受信信号として取り出す機能とを有している。このカプラ回路１０の具体的な構成については後述する。
The
信号処理回路２０は、受信系の回路として、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２１と、ＡＧＣ（Automatic Gain Control）回路２２と、ＡＤＣ（アナログ・デジタル・コンバータ）２３とを有している。ＢＰＦ２１は、カプラ回路１０を介して受信されたアナログの受信信号に含まれる通信周波数帯域以外のノイズ成分を除去するためのものである。ＡＧＣ回路２２は、受信信号の信号レベルを一定レベルに保つためのものである。ＡＤＣ２３は、アナログの受信信号をデジタル信号に変換するためのものである。デジタルの受信信号は、後述するＰＨＹ／ＭＡＣ（Physical／Media Access Control）回路２７に入力される。
The
信号処理回路２０はまた、送信系の回路として、ＤＡＣ（デジタル・アナログ・コンバータ）２４と、ＢＰＦ（バンドパスフィルタ）２５と、ＡＭＰ回路（増幅器）２６とを有している。ＤＡＣ２４は、後述するＰＨＹ／ＭＡＣ回路２７からのデジタル送信信号をアナログ信号に変換するものである。ＢＰＦ２５は、アナログ送信信号に含まれる通信周波数帯域以外のノイズ成分を除去するためのものである。ＡＭＰ回路２６は、ノイズ成分が除去された送信信号を増幅するためのものである。
The
信号処理回路２０はまた、ＰＨＹ／ＭＡＣ回路２７を有している。ＰＨＹ／ＭＡＣ回路２７は、インタフェースＩＣ２８を介して情報機器３０側から入力されたデジタルの送信信号に対して、所定の変調処理を行う機能を有している。ＰＨＹ／ＭＡＣ回路２７はまた、カプラ回路１０および上述の受信系の回路を介して入力されたデジタルの受信信号に対して、所定の復調処理を行い、インタフェースＩＣ２８を介して情報機器３０側に出力する機能を有している。
The
図１は、カプラ回路１０の構成例を示している。カプラ回路１０は、図１に示したように、一次側巻線１１−１および二次側巻線１１−２を有する絶縁トランス１１と、二次側巻線１１−２の一端と電力線２との間に接続されたキャパシタ１２および電流制限素子（ヒューズ）１３と、二次側巻線１１−２の両端に並列接続されたサージアブソーバ１４とを備えている。
FIG. 1 shows a configuration example of the
キャパシタ１２は、絶縁トランス１１の一次側巻線１１−１とでハイパスフィルタを構成し、電力線２に重畳されている商用周波数成分を遮断する機能を持っている。なお、図１では、キャパシタ１２を二次側巻線１１−２の一端にのみ設けているが、二次側巻線１１−２の両端にキャパシタ１２をそれぞれ設けるようにしても良い。両端にキャパシタ１２を設けた方が、回路の平衡度が増す。サージアブソーバ１４は、過大なノイズ電圧（サージ電圧）を吸収するためのものである。電流制限素子１３は、過大な電流が回路に流れるのを防止するためのものである。
The
絶縁トランス１１は、電力線通信ユニット１と電力線２とを電気的に絶縁する機能を有している。一次側巻線１１−１は、電力線通信ユニット１の信号処理回路２０側、二次側巻線１１−２は、電力線２側に設けられている。
The insulating
絶縁トランス１１は、その通信周波数帯において優れた特性を有する構成となっていることが望ましい。例えば２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚの周波数帯域を使用する場合、それに合わせて高域の特性に優れた、例えばフェライトのトロイダルコアを用いて構成することが望ましい。フェライトの材料としては、例えばニッケル亜鉛系やマンガン亜鉛系などを使用することができる。巻き方については、図４に示したように、並行巻きであることが好ましい。図４では、トロイダルコア４１に、２つの巻線４２，４３を並行巻きで巻いた一般的なトランスの構成例を示している。また、より線巻きであれば、さらに線間の結合が上がり周波数帯域が向上するので、より好ましい。
The insulating
この絶縁トランス１１は、二次側巻線１１−２の巻数Ｎ2が、一次側巻線１１−１の巻数Ｎ1よりも少なく構成されている。これにより、後述する理由により、二次側のインピーダンスＺ2が、一次側のインピーダンスＺ1に対して小さくなるように設定されている。このようなインピーダンス特性を有していることにより、絶縁トランス１１の一次側から二次側に伝達される信号の振幅レベルが減衰され、逆に、二次側から一次側に伝達される信号の振幅レベルが増幅されるようになっている。すなわち、信号処理回路２０から電力線２へと出力される送信信号の振幅レベルが減衰され、逆に、電力線２から信号処理回路２０へと出力される受信信号の振幅レベルが増幅されるようになっている。
The insulating
次に、以上のように構成された電力線通信ユニット１の作用、動作を説明する。
Next, the operation and operation of the power
情報機器３０からインタフェースＩＣ３１を介して出力された送信信号は、インタフェースＩＣ２８を介して信号処理回路２０に入力される。信号処理回路２０では、送信信号に対して、ＰＨＹ／ＭＡＣ回路２７によって所定の変調処理を施した後、ＤＡＣ２４によりアナログの送信信号に変換する。送信信号はさらに、ＢＰＦ２５によって通信周波数帯域以外のノイズ成分が除去された後、ＡＭＰ回路２６によって増幅され、カプラ回路１０に出力される。
A transmission signal output from the
カプラ回路１０は、信号処理回路２０からの送信信号を電力線２に重畳する。このとき、信号処理回路２０から電力線２へと出力される送信信号の振幅レベルが、カプラ回路１０の絶縁トランス１１におけるインピーダンス変換の作用により、減衰される。この減衰した送信信号が、電力線２を介して図示しない通信相手先に送信される。減衰した送信信号が電力線２に重畳されるので、電力線２に接続された他の電子機器に対して、送信信号がノイズとなることが抑制される。これにより、信号処理回路２０にアッテネータ等の回路を追加することなく、電力線２に重畳する際に送信信号が必要分だけ減衰され、雑音端子電圧等の低減が図られる。
The
電力線通信ユニット１はまた、図示しない通信相手先から送信された信号を電力線２を介して受信する。通信相手先からの信号は、他の電子機器に対してノイズとならないような低い信号レベルに設定されている。電力線通信ユニット１では、カプラ回路１０によって、電力線２に重畳されている信号を分離して受信信号として取り出し、信号処理回路２０に出力する。このとき、電力線２から信号処理回路２０へと出力される受信信号の振幅レベルが、カプラ回路１０の絶縁トランス１１におけるインピーダンス変換の作用により、増幅される。従って、通信相手先からの信号のレベルが減衰されたものとなっていても、通信に必要なレベルにまで増幅される。これにより、信号処理回路２０に増幅器を追加することなく、受信信号を必要分だけ増幅される。
The power
信号処理回路２０では、受信信号に含まれる通信周波数帯域以外のノイズ成分をＢＰＦ２１によって除去すると共に、ＡＧＣ回路２２によって、その信号レベルを所定のレベルにする。その後、受信信号は、ＡＤＣ２３によってデジタル信号に変換され、ＰＨＹ／ＭＡＣ回路２７に出力される。ＰＨＹ／ＭＡＣ回路２７では、受信信号に所定の復調処理を行った後、インタフェースＩＣ２８を介して情報機器３０に出力する。情報機器３０は、インタフェースＩＣ３１を介して受信信号を受信する。
In the
次に、本実施の形態の特徴部分である、カプラ回路１０の絶縁トランス１１におけるインピーダンス変換の原理を説明する。
Next, the principle of impedance conversion in the insulating
絶縁トランス１１における一次側巻線１１−１の巻数Ｎ1と二次側巻線１１−２の巻数Ｎ2との比率が以下のように設定され、二次側巻線１１−２に対する一次側巻線１１−１の巻数比率がｎであるものとする。
Ｎ1：Ｎ2＝ｎ：１
ここで、巻線抵抗や漏洩磁束等を無視できるものとすると、一次電圧Ｅ1と二次電圧Ｅ2との関係は、以下のようになる。
Ｅ1／Ｅ2＝Ｎ1／Ｎ2＝ｎ
The ratio of the number of turns N1 of the primary side winding 11-1 and the number of turns N2 of the secondary side winding 11-2 in the insulating
N1: N2 = n: 1
Here, assuming that the winding resistance, leakage magnetic flux, etc. can be ignored, the relationship between the primary voltage E1 and the secondary voltage E2 is as follows.
E1 / E2 = N1 / N2 = n
また、一次側巻線１１−１に流れる電流をＩ1、二次側巻線１１−２に流れる電流をＩ2とすると、一次側巻線１１−１の入力電力と二次側巻線１１−２の出力電力とは等しいため、
Ｅ1Ｉ1＝Ｅ2Ｉ2
となる。これより、
Ｅ1＝ｎＥ2
となり、
Ｅ2＝Ｅ1／ｎ
となる。
Also, assuming that the current flowing through the primary winding 11-1 is I1, and the current flowing through the secondary winding 11-2 is I2, the input power of the primary winding 11-1 and the secondary winding 11-2. Is equal to the output power of
E1I1 = E2I2
It becomes. Than this,
E1 = nE2
And
E2 = E1 / n
It becomes.
また、一次側のインピーダンスをＺ1、二次側のインピーダンスをＺ2とすると、
Ｚ1＝Ｅ1／Ｉ1＝ｎＥ2／（Ｉ2／ｎ）＝ｎ2Ｚ2 ……（Ａ）
となる。
If the primary impedance is Z1 and the secondary impedance is Z2,
Z1 = E1 / I1 = nE2 / (I2 / n) =
It becomes.
式（Ａ）より、一次側のインピーダンスＺ1は、二次側のインピーダンスＺ2に対して巻線比率ｎの２乗に比例することが分かる。従って、二次側巻線１１−２に対する一次側巻線１１−１の巻数比率ｎを１よりも大きく（巻数Ｎ1をＮ2よりも大きく）することで、二次側（電力線２側）のインピーダンスＺ2を、一次側（信号処理回路２０側）のインピーダンスＺ1に対して小さく設定することができる。
From the equation (A), it can be seen that the primary impedance Z1 is proportional to the square of the winding ratio n with respect to the secondary impedance Z2. Accordingly, by setting the turn ratio n of the primary winding 11-1 to the secondary winding 11-2 to be larger than 1 (turning number N1 is larger than N2), the impedance on the secondary side (
このようなインピーダンス特性にすることで、図５（Ａ）に示したように、信号処理回路２０から電力線２へと出力される送信信号の振幅レベルを、絶縁トランス１１の巻線比率ｎに応じて、減衰させることができる。また逆に、図５（Ｂ）に示したように、電力線２から信号処理回路２０へと受信される受信信号の振幅レベルを、絶縁トランス１１の巻線比率ｎに応じて、増幅させることができる。
With such impedance characteristics, the amplitude level of the transmission signal output from the
ここで、巻線比率ｎの値を大きくすれば、送信信号の減衰度を高めることができ、他の電子機器に対するノイズを低減することができる反面、あまり減衰度を大きくすると、通信性能の劣化を招くおそれがある。そこで、好ましい巻線比率としては、例えばｎ＝２程度（Ｎ1：Ｎ2＝２：１）にすることが考えられる。ノイズの規格値と通信性能とのバランスなどを考慮すると、好ましい巻線比率の範囲は、例えば以下の範囲となる。
１＜Ｎ1／Ｎ2≦５
Here, if the value of the winding ratio n is increased, the attenuation of the transmission signal can be increased and noise for other electronic devices can be reduced. On the other hand, if the attenuation is increased too much, the communication performance is deteriorated. May be incurred. Therefore, a preferable winding ratio may be, for example, about n = 2 (N1: N2 = 2: 1). Considering the balance between the noise standard value and the communication performance, the preferable winding ratio range is, for example, the following range.
1 <N1 / N2 ≦ 5
また、巻線比率ｎの値は、各種ノイズ規格を考慮して決めることが望ましい。ノイズに関する規格としては、国際電気標準会議（ＩＥＣ）の国際無線障害特別委員会（ＣＩＳＰＲ）による規格、米国の連邦通信委員会（ＦＣＣ）による規格などがある。日本においては、ＣＩＳＰＲ規格に基づく、ＶＣＣＩ（情報処理装置等電波障害自主規制協議会）の規格がある。 The value of the winding ratio n is preferably determined in consideration of various noise standards. Standards relating to noise include standards from the International Electrotechnical Commission (IEC) International Commission on Radio Interference (CISPR), standards from the US Federal Communications Commission (FCC), and the like. In Japan, there is a standard of VCCI (Voluntary Control Council for Radio Interferences such as Information Processing Equipment) based on the CISPR standard.
図６（Ａ），（Ｂ）に規格の一例を示す。図６（Ａ）は、ＣＩＳＰＲ２２，ＶＣＣＩによる雑音端子電圧（準尖頭値）の規格、図６（Ｂ）は、ＣＩＳＰＲ２２，ＶＣＣＩによる放射雑音（準尖頭値）の規格を示している。 An example of the standard is shown in FIGS. 6A shows the standard of noise terminal voltage (quasi-peak value) based on CISPR22 and VCCI, and FIG. 6B shows the standard of radiation noise (quasi-peak value) based on CISPR22 and VCCI.
なお、ＣＩＳＰＲ２２の規格において、ＣｌａｓｓＡ，ＣｌａｓｓＢは、それぞれ規格の対象となるものが以下の機器であることを示す。
ＣｌａｓｓＡ：商業，軽工業地域で使用される機器
ＣｌａｓｓＢ：住宅地域で使用される機器
また、ＶＣＣＩの規格において、ＣｌａｓｓＡ，ＣｌａｓｓＢは、それぞれ規格の対象となるものが以下の情報技術装置であることを示す。
ＣｌａｓｓＡ：ＣｌａｓｓＡ情報技術装置の妨害許容値を満たすが、ＣｌａｓｓＢ情報技術装置の妨害許容値を満たさないすべての装置
ＣｌａｓｓＢ：家庭環境で使用されることを意図した装置
In the CISPR22 standard, Class A and Class B indicate that the following devices are the objects of the standard.
Class A: Equipment used in commercial and light industrial areas Class B: Equipment used in residential areas Also, in the VCCI standard, Class A and Class B indicate that the target of the standard is the following information technology equipment, respectively. .
Class A: Any device that meets the Class A information technology device disturbance tolerance but does not meet the Class B information technology device interference value Class B: Device intended to be used in a home environment
これらのデータから、電力通信の使用周波数帯として例えば２ＭＨｚ〜３０ＭＨｚを使用することを考えると、ＣＩＳＰＲ２２，ＶＣＣＩの規格値に収めるためには、雑音端子電圧については、５６ｄＢμＶ内に信号レベルを収めるようにする必要がある。放射雑音については、３０ＭＨｚ〜２３０ＭＨｚの範囲で４０ｄＢμＶ／ｍに、２３０ＭＨｚ〜１ＧＨｚの範囲で４７ｄＢμＶ／ｍに収めるようにする必要がある。 From these data, considering that 2 MHz to 30 MHz is used as the frequency band used for power communication, in order to keep the standard value of CISPR22 and VCCI, the signal level of the noise terminal voltage should be within 56 dBμV. It is necessary to. Regarding the radiation noise, it is necessary to be within 40 dBμV / m in the range of 30 MHz to 230 MHz and 47 dBμV / m in the range of 230 MHz to 1 GHz.
これらの規格値を満足するように、カプラ回路１０から電力線２へと重畳される送信信号のレベルを規定する。そして、その信号レベル以下となるように、巻線比率ｎの値を決定する。
The level of the transmission signal superimposed from the
以上説明したように、本実施の形態によれば、カプラ回路１０の絶縁トランス１１における電力線２側の巻数を、信号処理回路２０側の巻数よりも少なくし、電力線２側のインピーダンスが信号処理回路２０側のインピーダンスよりも小さくなるようなインピーダンス変換を行うようにしたので、送信信号をノイズの規定値等に基づいて必要分だけ減衰させることができると共に、受信信号をその減衰分だけ増幅させることができる。信号処理回路２０の構成は従来と同じで良く、アッテネータ等を挿入したりすることもないので、電力線通信ユニットとしての従来の機能を損なうことなく、簡単な構成で、他の電子機器に対するノイズの低減等を図ることができる。
As described above, according to the present embodiment, the number of turns on the
１…電力線通信ユニット、２…電力線、１０…カプラ回路、１１…絶縁トランス、１２…キャパシタ、１３…電流制限素子、１４…サージアブソーバ、２０…信号処理回路、３０…情報機器。
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記信号処理回路側に設けられた第１の巻線と前記電力線側に設けられた第２の巻線とを含み、前記第２の巻線の巻数が、前記第１の巻線の巻数よりも少なく構成されているトランス
を備えたことを特徴とするカプラ回路。 A coupler circuit that is connected between a power line and a signal processing circuit for power line communication, superimposes a transmission signal from the signal processing circuit on the power line, and separates and receives a signal superimposed on the power line. And
Including a first winding provided on the signal processing circuit side and a second winding provided on the power line side, wherein the number of turns of the second winding is greater than the number of turns of the first winding. A coupler circuit characterized by comprising a transformer configured to be small.
１＜Ｎ1／Ｎ2≦５
ことを特徴とする請求項１に記載のカプラ回路。 Regarding the number of turns N1 of the first winding and the number of turns N2 of the second winding, the following conditions are satisfied: 1 <N1 / N2 ≦ 5
The coupler circuit according to claim 1.
前記カプラ回路を介して前記電力線に送信信号を出力すると共に、前記カプラ回路を介して前記電力線からの信号を受信する信号処理回路と
を備え、
前記カプラ回路は、
前記信号処理回路側に設けられた第１の巻線と前記電力線側に設けられた第２の巻線とを含み、前記第２の巻線の巻数が、前記第１の巻線の巻数よりも少なく構成されているトランスを有する
ことを特徴とする電力線通信ユニット。 A coupler circuit that is connected to the power line and superimposes a transmission signal on the power line and separates and receives the signal superimposed on the power line;
A signal processing circuit that outputs a transmission signal to the power line via the coupler circuit and receives a signal from the power line via the coupler circuit, and
The coupler circuit is
Including a first winding provided on the signal processing circuit side and a second winding provided on the power line side, wherein the number of turns of the second winding is greater than the number of turns of the first winding. A power line communication unit characterized by having a transformer that is configured to be small.
１＜Ｎ1／Ｎ2≦５
ことを特徴とする請求項３に記載の電力線通信ユニット。
Regarding the number of turns N1 of the first winding and the number of turns N2 of the second winding, the following conditions are satisfied: 1 <N1 / N2 ≦ 5
The power line communication unit according to claim 3.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2003304199A JP2005073209A (en) | 2003-08-28 | 2003-08-28 | Power line transmission unit and coupler circuit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2003304199A JP2005073209A (en) | 2003-08-28 | 2003-08-28 | Power line transmission unit and coupler circuit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| JP2005073209A true JP2005073209A (en) | 2005-03-17 |
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ID=34407956
Family Applications (1)
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| JP2003304199A Pending JP2005073209A (en) | 2003-08-28 | 2003-08-28 | Power line transmission unit and coupler circuit |
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| JP (1) | JP2005073209A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006298725A (en) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Neomax Co Ltd | Ni-BASED FERRITE, AND MAGNETIC CORE OF TRANSMISSION TRANSFORMER FOR POWER LINE COMMUNICATION |
| JP2008139176A (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Toyo Networks & System Integration Co Ltd | Probing adapter and probe device using it |
| WO2010095368A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | 日本電気株式会社 | Reception circuit and signal reception method |
-
2003
- 2003-08-28 JP JP2003304199A patent/JP2005073209A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006298725A (en) * | 2005-04-25 | 2006-11-02 | Neomax Co Ltd | Ni-BASED FERRITE, AND MAGNETIC CORE OF TRANSMISSION TRANSFORMER FOR POWER LINE COMMUNICATION |
| JP2008139176A (en) * | 2006-12-01 | 2008-06-19 | Toyo Networks & System Integration Co Ltd | Probing adapter and probe device using it |
| WO2010095368A1 (en) * | 2009-02-20 | 2010-08-26 | 日本電気株式会社 | Reception circuit and signal reception method |
| US8710964B2 (en) | 2009-02-20 | 2014-04-29 | Nec Corporation | Reception circuit and signal reception method |
| JP5582134B2 (en) * | 2009-02-20 | 2014-09-03 | 日本電気株式会社 | Receiving circuit and signal receiving method |
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