JP2015198303A - 同軸通信装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エラーの発生を抑制すること。
【解決手段】データ伝送システム１０のコントローラ１１とヘッド１２は、同軸ケーブル１３を介して互いに通信可能に接続されている。同軸ケーブル１３は、内部導体２１と外部導体２２とを有し、外部導体２２は１本の内部導体２１を中心とする円筒状に配置されている。内部導体２１は差動レシーバ３３のプラス入力端子に接続され、外部導体２２ａは終端抵抗Ｒ１を介して差動レシーバ３３のマイナス入力端子に接続されている。また、外部導体２２ａは、インピーダンス素子Ｚ１を介してシグナルグランドＳＧ１に接続されるとともに、コンデンサＣ８を介してフレームグランドＦＧに接続されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、同軸ケーブルを介して通信する同軸通信装置に関する。

従来、２つの装置（たとえば、コントローラと周辺機器）の間で高い周波数の信号を伝達する場合、装置間の接続には、インピーダンス特性がよく、安価な１芯の同軸ケーブルが用いられる（たとえば、特許文献１参照）。また、信号線、シグナルグランド線及びフレームグランド線を有する通信ケーブルを用いて接続される（たとえば、特許文献２参照）。

米国特許出願公開第２０１１／０１０３２６７号明細書 特開２００６−２７８２５９号公報

ところで、上記のように１芯の同軸ケーブルを用いて信号を伝達するシステムにおいて通信エラーが発生する場合がある。１芯の同軸ケーブルの外部導体は装置のシグナルグランドに接続されている。このため、外部導体に加わるノイズによって装置のシグナルグランドの電位が変化する。この電圧変化により、装置において受信エラーが発生する。

また、信号線、シグナルグランド線及びフレームグランド線を有する通信ケーブルによる通信を行う装置では、装置のフレームグランドに加わるノイズの周波数が、通信ケーブルにより伝達する信号の周波数を含む場合、受信エラーを防ぐことはできない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、エラーの発生を抑制することにある。

上記課題を解決する同軸通信装置は、１本の内部導体と外部導体からなる同軸ケーブルを介して信号を受信する同軸通信装置であって、前記内部導体にプラス入力端子が接続され、前記外部導体にマイナス入力端子が接続される差動受信器と、前記外部導体と前記差動受信器のマイナス入力端子との間に接続された第１の終端抵抗と、前記差動受信器のプラス入力端子とシグナルグランドとの間に接続された第２の終端抵抗と、前記差動受信器のマイナス入力端子と前記シグナルグランドとの間に接続された第３の終端抵抗と、前記外部導体と前記シグナルグランドとの間に接続され、低周波数領域の信号を通過させ、高周波数領域の信号を遮断する特性を有するインピーダンス素子と、前記外部導体とフレームグランドとの間に接続されたコンデンサと、を備えた。

この構成によれば、インピーダンス素子は、高周波数領域において抵抗として作用し、外部導体により伝達される信号に重畳した高周波数成分であるノイズを減衰させる。コンデンサは、２つの電極間の容量結合により、供給される信号のうち、交流を通過させ、直流成分を遮断する。したがって、インピーダンス素子により反射されたノイズは、コンデンサを通過してフレームグランドに流れる。したがって、インピーダンス素子が接続されたシグナルグランドのレベルに対して、ノイズの影響を低減することができる。そして、差動受信器の入力端子における信号は、外部導体に加わるノイズの影響を受け難い。したがって、差動受信器におけるエラーの発生が抑制される。

また、同軸通信装置は、１本の内部導体と外部導体からなる同軸ケーブルを介して上記の同軸通信装置と接続される同軸通信装置であって、前記内部導体にプラス出力端子が接続され、前記外部導体に終端抵抗を介してマイナス出力端子が接続される差動送信器と、前記外部導体とシグナルグランドとの間に接続され、低周波数領域の信号を通過させ、高周波数領域の信号を遮断する特性を有するインピーダンス素子と、を有する。

この構成によれば、外部導体は、インピーダンス素子を介してシグナルグランドに接続されている。高周波数領域において抵抗として作用し、外部導体により伝達される信号に重畳した高周波数成分であるノイズを減衰させる。したがって、シグナルグランドに対するノイズの影響を低減することができる。そして、シグナルグランドに接続された差動送信器におけるノイズの影響が低減される。

また、同軸通信装置は、１本の内部導体と外部導体からなる同軸ケーブルを介して接続された第１通信装置と第２通信装置を有する同軸通信装置であって、前記第１通信装置は、前記内部導体にプラス入力端子が接続され、前記外部導体に第１の終端抵抗を介してマイナス入力端子が接続される差動受信器と、前記差動受信器のプラス入力端子と第１のシグナルグランドとの間に接続された第２の終端抵抗と、前記差動受信器のマイナス入力端子と前記第１のシグナルグランドとの間に接続された第３の終端抵抗と、前記外部導体と前記第１のシグナルグランドとの間に接続され、低周波数領域の信号を通過させ、高周波数領域の信号を遮断する特性を有するインピーダンス素子と、前記外部導体とフレームグランドとの間に接続されたコンデンサと、を備え、前記第２通信装置は、前記内部導体にプラス出力端子が接続され、前記外部導体に第４の終端抵抗を介してマイナス出力端子が接続される差動送信器と、前記外部導体と第２のシグナルグランドとの間に接続され、低周波数領域の信号を通過させ、高周波数領域の信号を遮断する特性を有するインピーダンス素子と、を備えた。

この構成によれば、第１通信装置において、インピーダンス素子は、高周波数領域において抵抗として作用し、外部導体により伝達される信号に重畳した高周波数成分であるノイズを減衰させる。コンデンサは、２つの電極間の容量結合により、供給される信号のうち、交流を通過させ、直流成分を遮断する。したがって、インピーダンス素子により反射されたノイズは、コンデンサを通過してフレームグランドに流れる。したがって、インピーダンス素子が接続されたシグナルグランドのレベルに対して、ノイズの影響を低減することができる。そして、差動受信器の入力端子における信号は、外部導体に加わるノイズの影響を受け難い。したがって、差動受信器におけるエラーの発生が抑制される。

そして、第２通信装置において、外部導体は、インピーダンス素子を介してシグナルグランドに接続されている。高周波数領域において抵抗として作用し、外部導体により伝達される信号に重畳した高周波数成分であるノイズを減衰させる。したがって、シグナルグランドに対するノイズの影響を低減することができる。そして、シグナルグランドに接続された差動送信器におけるノイズの影響が低減される。

上記の同軸通信装置において、前記インピーダンス素子は、磁性材料を含む素子であることが好ましい。
この構成によれば、磁性材料によって、低周波数領域の信号を通過させ、高周波数領域の信号を遮断する特性が容易に得られる。

上記の同軸通信装置において、前記コンデンサは高耐圧コンデンサであることが好ましい。
この構成によれば、ノイズのレベルが高電圧の場合やフレームグランドとシグナルグランドとの間の電位差が高電圧であってもコンデンサの破損を防止することができる。

上記の同軸通信装置において、前記コンデンサは無極性コンデンサであることが好ましい。
この構成によれば、ノイズのレベルがフレームグランドのレベルに対してプラス側とマイナス側とのように両方存在してもコンデンサの破損を防止することができる。

本発明によれば、エラーの発生を抑制することができる。

データ伝送システムの概略構成図である。 データ伝送システムのブロック回路図である。 データ伝送システムにおける信号の波形図である。 データ伝送システムにおける信号の波形図である。 データ伝送システムにおける信号の波形図である。

以下、一実施形態を説明する。
図１に示すように、データ伝送システム１０はコントローラ１１とヘッド１２とを有し、コントローラ１１とヘッド１２とは同軸ケーブル１３を介して接続されている。このデータ伝送システム１０はたとえば画像処理システムであって、ヘッド１２は撮像した画像情報を送信するＦＡ（Factory Automation）用のカメラ装置であり、コントローラ１１は、受信した画像情報に画像処理を施す画像処理装置である。なお、データ伝送システムは、照明部と制御部とを含む照明システム、近接センサ等のセンサと制御部とを有する検出システム、等であってもよい。

コントローラ１１は、プラス電源配線ＶＰとマイナス電源配線ＶＮを介して電源１４に接続され、その電源１４から駆動電圧が供給される。また、コントローラ１１は、フレームグランドＦＧ（接地線）に接続されている。コントローラ１１は、電源１４から供給される駆動電圧に基づいて動作し、ヘッド１２の動作電圧ＶＤと、ヘッド１２を制御するための制御信号を含むアップリンク信号ＳＵを出力する。動作電圧ＶＤとアップリンク信号ＳＵは、同軸ケーブル１３を介してヘッド１２に供給される。ヘッド１２は、動作電圧ＶＤとアップリンク信号ＳＵに基づいて動作し、ダウンリンク信号ＳＤを出力する。ダウンリンク信号ＳＤは、同軸ケーブル１３を介してコントローラ１１へ供給される。このように、ヘッド１２とコントローラ１１は、同軸ケーブル１３を介して互いに通信可能に接続されている。

図２は、同軸ケーブル１３による接続に係る構成を示す。
同軸ケーブル１３は１芯の同軸ケーブルであり、内部導体２１と外部導体２２を有している。内部導体２１は、たとえば１本の導線（銅線）であり、外部導体２２は、内部導体２１を中心とする円筒状に配置されたシールド線（網線）である。

同軸ケーブル１３は、コントローラ１１とヘッド１２との間に接続されている。したがって、同軸ケーブル１３の内部導体２１と外部導体２２は、それぞれコントローラ１１に接続された端部と、ヘッド１２に接続された端部とを有している。以下の説明において、必要に応じて、コントローラ１１側の端部とヘッド１２側の端部を区別するために、内部導体と外部導体の符号にそれぞれ「ａ」「ｂ」を付して説明する。

コントローラ１１は、ラインフィルタ３１、電圧変換回路（「ＬＤＯ」と表記）３２、差動レシーバ（差動受信器）３３、低速信号送信回路３４、を有している。
ラインフィルタ３１の入力端子は電源配線ＶＰ，ＶＮに接続されている。また、ラインフィルタ３１の入力端子はそれぞれコンデンサＣ１，Ｃ２の一端に接続され、コンデンサＣ１，Ｃ２の他端はフレームグランドＦＧに接続されている。ラインフィルタ３１のプラス出力端子は電圧変換回路３２に接続され、ラインフィルタ３１のマイナス出力端子はシグナルグランドＳＧ１に接続されている。電圧変換回路３２の低電位電源端子（グランド端子）はシグナルグランドＳＧ１に接続されている。電圧変換回路３２の出力端子はコイルＬ１とフェライトビーズＦＢ１を介して内部導体２１ａに接続されている。電圧変換回路３２は、ラインフィルタ３１の出力電圧に基づいて、ヘッド１２の動作電圧ＶＤを出力する。

同軸ケーブル１３の内部導体２１ａは、コンデンサＣ３を介して差動レシーバ３３のプラス入力端子に接続されている。同軸ケーブル１３の外部導体２２ａは、終端抵抗Ｒ１とコンデンサＣ４を介して差動レシーバ３３のマイナス入力端子に接続されている。コンデンサＣ３と差動レシーバ３３の間には終端抵抗Ｒ２の一端が接続され、終端抵抗Ｒ２の他端はシグナルグランドＳＧ１に接続されている。コンデンサＣ４と差動レシーバ３３の間には終端抵抗Ｒ３の一端が接続され、終端抵抗Ｒ３の他端はシグナルグランドＳＧ１に接続されている。

差動レシーバ３３は、同軸ケーブル１３の内部導体２１ａと外部導体２２ａを介して伝達される信号ＲＤｐ、ＲＤｎを受信し、差動信号Ｓ１ｐ，Ｓ１ｎを出力する。差動信号Ｓ１ｐ，Ｓ１ｎは、図示しない処理回路に供給される。処理回路は、差動信号Ｓ１ｐ，Ｓ１ｎに基づく画像情報を処理する。また、処理回路は、ヘッド１２に対する信号（たとえば制御信号）Ｓ２を低速信号送信回路３４に出力する。

低速信号送信回路３４の出力端子はコンデンサＣ７を介して同軸ケーブル１３の内部導体２１ａに接続されている。低速信号送信回路３４の電源端子（低電位電源端子）はシグナルグランドＳＧ１に接続されている。低速信号送信回路３４は、信号Ｓ２に基づいて、内部導体２１ａに対して所謂シングルエンドの送信信号ＳＯを出力する。

そして、同軸ケーブル１３の外部導体２２ａは、インピーダンス素子Ｚ１を介してシグナルグランドＳＧ１に接続されるとともに、コンデンサＣ８を介してフレームグランドＦＧに接続されている。インピーダンス素子Ｚ１は、周波数の帯域に応じたインピーダンス特性を持つ。この素子Ｚ１のインピーダンスは、周波数に応じたインダクタンス成分（Ｘ）と抵抗成分（Ｒ）を合成（和）した特性となる。たとえば、高周波数領域（たとえば数１０ＭＨｚ以上）において高いインピーダンスを示し、低周波数領域（たとえば数１０ＭＨｚ以下）において低いインピーダンスを示す。したがって、インピーダンス素子Ｚ１は、高周波数帯域の信号を低減（減衰）させ、低周波数帯域及び直流を通過させる。言い換えると、インピーダンス素子Ｚ１は、低周波数領域においてインダクタンス（コイル）と等価であり、高周波数領域において抵抗と等価である。これに対し、コンデンサＣ８は、容量結合により交流を通過させる。インピーダンス素子Ｚ１は、磁性材料を含む素子であり、たとえばフェライトビーズ、フェライトをコアに用いたコイル、等である。このようなインピーダンス素子Ｚ１を用いることで、低周波数領域の信号を通過させ、高周波数領域の信号を遮断する特性が容易に得られる。

フレームグランドＦＧに接続されたコンデンサＣ８は、無極性のコンデンサである。これは、同軸ケーブル１３の外部導体２２ａに加わるノイズのレベルがフレームグランドＦＧのレベルに対してプラス側とマイナス側とのように両方存在するためである。このため、コンデンサＣ８により、高周波領域のノイズをフレームグランドＦＧに流すことで、シグナルグランドＳＧ１の電圧変化を抑制することができる。

なお、コンデンサＣ８は高耐圧のコンデンサが好ましい。これは、電源１４に供給される交流電源電圧により、フレームグランドＦＧと電源配線ＶＮ（シグナルグランドＳＧ１）の間の電位差が高くなる（たとえば百ボルト程度）おそれがあるからである。このため、コンデンサＣ８に高耐圧のコンデンサを用いることで、コンデンサＣ８の破損を防止することができる。

ヘッド１２において、同軸ケーブル１３の外部導体２２ｂはインピーダンス素子Ｚ２を介してシグナルグランドＳＧ２に接続されている。このインピーダンス素子Ｚ２は、コントローラ１１において外部導体２２ｂとシグナルグランドＳＧ１の間に接続されたインピーダンス素子Ｚ２と同様の特性を有している。つまり、このインピーダンス素子Ｚ２は、周波数の帯域に応じたインピーダンス特性を持ち、高周波数領域において高いインピーダンスを示し、低周波数領域において低いインピーダンスを示す。インピーダンス素子Ｚ２は、磁性材料を含む素子であり、たとえばフェライトビーズである。このようなインピーダンス素子Ｚ２を用いることで、低周波数領域の信号を通過させ、高周波数領域の信号を遮断する特性が容易に得られる。

ヘッド１２は、差動ドライバ４１を有している。差動ドライバ４１には、図示しない撮像素子から出力される画像情報が差動信号Ｓ１１ｐ，Ｓ１１ｎとして供給される。差動ドライバ４１のプラス出力端子はコンデンサＣ１１を介して同軸ケーブル１３の内部導体２１ｂに接続されている。差動ドライバ４１のマイナス出力端子はコンデンサＣ１２と終端抵抗Ｒ１１を介して同軸ケーブル１３の外部導体２２ｂに接続されている。

また、差動ドライバ４１のプラス出力端子は、出力抵抗Ｒ１２の一端に接続され、出力抵抗Ｒ１２の他端には高電位電圧ＶＣＣが供給される。差動ドライバ４１のマイナス入力端子は出力抵抗Ｒ１３の一端に接続され、出力抵抗Ｒ１３の他端には高電位電圧ＶＣＣが供給される。この高電位電圧ＶＣＣは、差動ドライバ４１に駆動電圧として供給される。つまり、差動ドライバ４１の高電位電源端子は高電位電圧ＶＣＣが供給される配線（以下、配線ＶＣＣとする）に接続され、差動ドライバ４１の低電位電源端子はシグナルグランドＳＧ２に接続されている。

同軸ケーブル１３の内部導体２１ｂは、フェライトビーズＦＢ１１とコイルＬ２を介して図示しない負荷に接続されている。負荷は、たとえば、上記の差動信号Ｓ１１ｐ，Ｓ１１ｎを出力する撮像部や上記の高電位電圧ＶＣＣを生成する電源回路等である。これらの負荷には、同軸ケーブル１３を介してコントローラ１１から供給される動作電圧ＶＤが供給される。不図示の撮像部は動作電圧ＶＤに基づいて動作し、差動信号Ｓ１１ｐ，Ｓ１１ｎを出力する。また、不図示の電源回路は、動作電圧ＶＤに基づいて高電位電圧ＶＣＣを生成する。

また、同軸ケーブル１３の内部導体２１ｂは、コンデンサＣ１３を介して低速信号受信回路４２の入力端子に接続されている。低速信号受信回路４２の低電位電源端子はシグナルグランドＳＧ２に接続されている。低速信号受信回路４２は、コントローラ１１から同軸ケーブル１３を介して供給される信号ＲＤ２に基づいて、ヘッド１２の負荷（たとえば撮像部）に対する信号Ｓ１２を出力する。

次に、このデータ伝送システム１０の作用を説明する。
データ伝送システム１０のコントローラ１１とヘッド１２は、同軸ケーブル１３を介して互いに通信可能に接続されている。

図３は、ヘッド１２の差動ドライバ４１が出力する差動信号ＳＤｐ，ＳＤｎを示す。差動ドライバ４１は、差動信号Ｓ１１ｐ，Ｓ１１ｎに基づいて、差動信号ＳＤｐ，ＳＤｎを出力する。信号ＳＤｐ，ＳＤｎに基づき、ヘッド１２とコントローラ１１の間の伝送路に等価的に電流（交流成分）が流れる。たとえば、出力抵抗Ｒ１２から、同軸ケーブル１３の内部導体２１、終端抵抗Ｒ２，Ｒ３，Ｒ１、同軸ケーブル１３の外部導体２２、終端抵抗Ｒ１１を介して差動ドライバ４１のマイナス出力端子に向かって電流が流れる。同様に、出力抵抗Ｒ１３から、終端抵抗Ｒ１１、外部導体２２、終端抵抗Ｒ１，Ｒ３，Ｒ２、内部導体２１を介して電流が流れる。なお、等価的（交流的）な電流であるため、コンデンサを省略して説明した。コントローラ１１の終端抵抗Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、伝送路に流れる電流に応じた電圧を発生させる。これにより、ヘッド１２の信号ＳＤｐ，ＳＤｎが、信号ＲＤｐ，ＲＤｎとして伝達される。

図５は、差動レシーバ３３のマイナス入力端子とプラス入力端子の間のレベル差を示す。差動レシーバ３３は、マイナス側の信号ＲＤｎに対するプラス側の信号ＲＤｐのレベル差を判定して信号Ｓ１ｐ，Ｓ１ｎを出力する。

同軸ケーブル１３は、内部導体２１と外部導体２２とを有し、外部導体２２は１本の内部導体２１を中心とする円筒状に配置されている。したがって、外部導体２２は内部導体２１に対するシールド線として機能する。このため、同軸ケーブル１３に対して外部から加わるノイズは、外部導体２２によって妨げられ、内部導体２１には加わらない。つまり、外部導体２２は、内部導体２１を介して伝送される信号に対するノイズの影響を低減する。したがって、図４に示すように、外部導体２２を伝達する信号Ｓ２２は、外部導体２２に加わるノイズに応じてレベルが変動する。

図２に示すように、外部導体２２ａと差動レシーバ３３の間には終端抵抗Ｒ１が接続されている。また、外部導体２２ａは、インピーダンス素子Ｚ１を介してシグナルグランドＳＧ１に接続されるとともに、コンデンサＣ８を介してフレームグランドＦＧに接続されている。コンデンサＣ８は、２つの電極間の容量結合により、供給される信号のうち、交流を通過させ、直流成分を遮断する。同軸ケーブル１３の外部導体２２とフレームグランドＦＧの間のインピーダンスは、同軸ケーブル１３の外部導体２２と差動レシーバ３３のマイナス入力端子および差動ドライバ４１のマイナス出力端子の間のインピーダンスよりも十分に低い。また、外部導体２２とフレームグランドＦＧの間のインピーダンスは、外部導体２２とコントローラ１１のシグナルグランドＳＧ１およびヘッド１２のシグナルグランドＳＧ２の間のインピーダンスより十分に低い。したがって、外部導体２２により伝達される信号Ｓ２２に重畳したノイズの高周波数成分は、コンデンサＣ８を通過してフレームグランドＦＧに流れる。

そして、終端抵抗Ｒ１は抵抗体であるため、信号Ｓ２２に重畳した高周波数領域のノイズを減衰させる。したがって、差動レシーバ３３のマイナス入力端子における信号ＲＤｎのレベルは、ノイズの影響が低減される。したがって、差動レシーバ３３のマイナス入力端子とプラス入力端子の間のレベル差は、ノイズが混入しない場合と同様に、図５に示すように変化する。

同様に、インピーダンス素子Ｚ１は、高周波数領域において抵抗として作用し、外部導体２２により伝達される信号Ｓ２２に重畳した高周波数成分であるノイズを減衰させる。したがって、インピーダンス素子Ｚ１が接続されたシグナルグランドＳＧ１のレベルに対して、ノイズの影響が低減される。

ヘッド１２において、外部導体２２ｂは、インピーダンス素子Ｚ２を介してシグナルグランドＳＧ２に接続されている。したがって、コントローラ１１におけるシグナルグランドＳＧ１と同様に、ヘッド１２におけるシグナルグランドＳＧ２に対するノイズの影響が低減される。

なお、外部導体２２ｂに加わるノイズは、上記したように、コンデンサＣ８を介してフレームグランドＦＧに伝達される。したがって、コントローラ１１内において、フレームグランドＦＧのレベルは、ノイズに応じて変動する。このフレームグランドＦＧのレベル変動により、電源配線ＶＰ，ＶＮのレベルが変動するおそれがある。しかし、コントローラ１１は、電源配線ＶＰ，ＶＮに接続されたラインフィルタ３１を有している。したがって、フレームグランドＦＧのレベル変動はラインフィルタ３１によってコントローラ１１のシグナルグランドＳＧ１に影響し難い。

低速信号送信回路３４の出力端子はコンデンサＣ７を介して同軸ケーブル１３の内部導体２１ａに接続されている。同軸ケーブル１３の内部導体２１ｂは、コンデンサＣ１３を介して低速信号受信回路４２の入力端子に接続されている。低速信号送信回路３４は、信号Ｓ２に基づいて、内部導体２１ａに対して所謂シングルエンドの送信信号ＳＯを出力する。低速信号受信回路４２は、コントローラ１１から同軸ケーブル１３を介して供給される信号ＲＤ２に基づいて、ヘッド１２の負荷（たとえば撮像部）に対する信号Ｓ１２を出力する。したがって、このデータ伝送システム１０は、１本の同軸ケーブル１３を介してコントローラ１１からヘッド１２に対する低速な信号伝達と、ヘッド１２からコントローラ１１に対する高速な信号伝達を行う、すなわち双方向に通信する。

電圧変換回路３２の出力端子はコイルＬ１とフェライトビーズＦＢ１を介して内部導体２１ａに接続されている。電圧変換回路３２は、ラインフィルタ３１の出力電圧に基づいて、ヘッド１２の動作電圧ＶＤを出力する。したがって、このデータ伝送システム１０は、１本の同軸ケーブル１３を用いて、信号の伝達とヘッド１２に対する動作電圧ＶＤの供給を行う。この構成によれは、同軸ケーブル１３を介して接続されたヘッド１２に動作電圧ＶＤを供給するためのケーブルを用いる必要がなくなり、ヘッド１２の設置が容易になる。

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
（１）データ伝送システム１０のコントローラ１１とヘッド１２は、同軸ケーブル１３を介して互いに通信可能に接続されている。同軸ケーブル１３は、内部導体２１と外部導体２２とを有し、外部導体２２は１本の内部導体２１を中心とする円筒状に配置されている。内部導体２１は差動レシーバ３３のプラス入力端子に接続され、外部導体２２ａは終端抵抗Ｒ１を介して差動レシーバ３３のマイナス入力端子に接続されている。また、外部導体２２ａは、インピーダンス素子Ｚ１を介してシグナルグランドＳＧ１に接続されるとともに、コンデンサＣ８を介してフレームグランドＦＧに接続されている。

インピーダンス素子Ｚ１は、高周波数領域において抵抗として作用し、外部導体２２により伝達される信号Ｓ２２に重畳した高周波数成分であるノイズを減衰させる。コンデンサＣ８は、２つの電極間の容量結合により、供給される信号のうち、交流を通過させ、直流成分を遮断する。したがって、インピーダンス素子Ｚ１により反射されたノイズは、コンデンサＣ８を通過してフレームグランドＦＧに流れる。したがって、インピーダンス素子Ｚ１が接続されたシグナルグランドＳＧ１のレベルに対して、ノイズの影響を低減することができる。そして、差動レシーバ３３の入力端子における信号ＲＤｐ，ＲＤｎは、外部導体２２に加わるノイズの影響を受け難い。したがって、差動レシーバ３３におけるエラーの発生を抑制することができる。

（２）ヘッド１２において、外部導体２２ｂは、インピーダンス素子Ｚ２を介してシグナルグランドＳＧ２に接続されている。したがって、コントローラ１１におけるシグナルグランドＳＧ１と同様に、ヘッド１２におけるシグナルグランドＳＧ２に対するノイズの影響を低減することができる。そして、シグナルグランドＳＧ２に接続された差動ドライバ４１や低速信号受信回路４２におけるエラーの発生を抑制することができる。

（３）フレームグランドＦＧに接続されたコンデンサＣ８は、無極性のコンデンサである。これは、同軸ケーブル１３の外部導体２２ａに加わるノイズのレベルがフレームグランドＦＧのレベルに対してプラス側とマイナス側とのように両方存在するためである。このため、コンデンサＣ８により、高周波領域のノイズをフレームグランドＦＧに流すことで、シグナルグランドＳＧ１の電圧変化を抑制することができる。

（４）コンデンサＣ８は高耐圧のコンデンサが好ましい。これは、電源１４に供給される交流電源電圧により、フレームグランドＦＧと電源配線ＶＮ（シグナルグランドＳＧ１）の間の電位差が高い環境（たとえば百ボルト程度）で使用されるおそれがあるからである。また、ノイズレベルが高い（たとえば数キロボルト程度）場合もある。このため、コンデンサＣ８に高耐圧のコンデンサを用いることで、コンデンサＣ８の破損を防止することができる。

尚、上記各実施形態は、以下の態様で実施してもよい。
・上記実施形態では、ヘッド１２の動作電圧ＶＤをコントローラ１１から供給したが、ヘッド１２に電源を接続してその電源から動作電圧をヘッド１２に供給するようにしてもよい。この場合、コントローラ１１から動作電圧ＶＤの生成や供給に係る素子を省略することができる。

・上記実施形態では、低速信号送信回路３４と低速信号受信回路４２を用いてコントローラ１１からヘッド１２に対して信号を送信したが、データ転送システムの構成に応じてこれらを省略してもよい。

・上記実施形態では、同軸ケーブル１３を用いて動作電圧ＶＤをヘッド１２に供給したが、別のケーブルを用いて動作電圧ＶＤをヘッド１２に供給するようにしてもよい。
・上記実施形態では、同軸ケーブル１３を用いて低速信号送信回路３４から低速信号受信回路４２への信号を伝送したが、同軸ケーブル１３とは別のケーブルを用いて伝送するようにしてもよい。

上記各形態から把握される技術思想を以下に記載する。
（イ）前記内部導体に接続され前記同軸ケーブルを介して接続された装置の動作電圧を生成する電圧変換回路を備えたこと、を特徴とする請求項１に記載の同軸通信装置。この構成によれは、１本の同軸ケーブルにより信号の受信と動作電圧の供給を行うことができる。そして、同軸ケーブルを介して接続された装置に動作電圧を供給するためのケーブルを用いる必要がなくなり、装置の設置を容易にすることができる。

（ロ）前記内部導体に出力端子が接続された低速信号送信回路を備えたこと、を特徴とする請求項１に記載の同軸通信装置。この構成によれば、１本の同軸ケーブルを介して信号の受信と低速な信号の送信、つまり双方向通信を行うことができる。

（ハ）前記第１通信装置は、前記内部導体に接続され前記同軸ケーブルを介して接続された前記第２通信装置の動作電圧を生成する電圧変換回路を備えたこと、を特徴とする請求項３に記載の同軸通信装置。この構成によれは、１本の同軸ケーブルにより信号の受信と動作電圧の供給を行うことができる。そして、同軸ケーブルを介して接続された装置に動作電圧を供給するためのケーブルを用いる必要がなくなり、装置の設置を容易にすることができる。

（ニ）前記第１通信装置は、前記内部導体に出力端子が接続された低速信号送信回路を備え、前記第２通信装置は、前記内部導体に入力端子が接続された低速信号受信回路を備えたこと、を特徴とする請求項３に記載の同軸通信装置。この構成によれば、１本の同軸ケーブルを介して信号の受信と低速な信号の送信、つまり双方向通信を行うことができる。

１１…コントローラ（同軸通信装置、第１通信装置）、１２…ヘッド（同軸通信装置、第２通信装置）、１３…同軸ケーブル、２１…内部導体、２２…外部導体、３３…差動レシーバ（差動受信器）、４１…差動ドライバ（差動送信器）、Ｒ１…終端抵抗（第１の終端抵抗）、Ｒ２…終端抵抗（第２の終端抵抗）、Ｒ３…終端抵抗（第３の終端抵抗）、Ｒ１１…終端抵抗、Ｒ１２，Ｒ１３…出力抵抗、Ｃ８…コンデンサ、Ｚ１，Ｚ２…インピーダンス素子、ＳＧ１…シグナルグランド（第１のシグナルグランド）、ＳＧ２…シグナルグランド（第２のシグナルグランド）、ＦＧ…フレームグランド。

Claims (6)

1. １本の内部導体と外部導体からなる同軸ケーブルを介して信号を受信する同軸通信装置であって、
   前記内部導体にプラス入力端子が接続され、前記外部導体にマイナス入力端子が接続される差動受信器と、
   前記外部導体と前記差動受信器のマイナス入力端子との間に接続された第１の終端抵抗と、
   前記差動受信器のプラス入力端子とシグナルグランドとの間に接続された第２の終端抵抗と、
   前記差動受信器のマイナス入力端子と前記シグナルグランドとの間に接続された第３の終端抵抗と、
   前記外部導体と前記シグナルグランドとの間に接続され、低周波数領域の信号を通過させ、高周波数領域の信号を遮断する特性を有するインピーダンス素子と、
   前記外部導体とフレームグランドとの間に接続されたコンデンサと、
   を備えたことを特徴とする同軸通信装置。
2. １本の内部導体と外部導体からなる同軸ケーブルを介して請求項１に記載の同軸通信装置と接続される同軸通信装置であって、
   前記内部導体にプラス出力端子が接続され、前記外部導体に終端抵抗を介してマイナス出力端子が接続される差動送信器と、
   前記外部導体とシグナルグランドとの間に接続され、低周波数領域の信号を通過させ、高周波数領域の信号を遮断する特性を有するインピーダンス素子と、
   を有することを特徴とする同軸通信装置。
3. １本の内部導体と外部導体からなる同軸ケーブルを介して接続された第１通信装置と第２通信装置を有する同軸通信装置であって、
   前記第１通信装置は、
   前記内部導体にプラス入力端子が接続され、前記外部導体に第１の終端抵抗を介してマイナス入力端子が接続される差動受信器と、
   前記差動受信器のプラス入力端子と第１のシグナルグランドとの間に接続された第２の終端抵抗と、
   前記差動受信器のマイナス入力端子と前記第１のシグナルグランドとの間に接続された第３の終端抵抗と、
   前記外部導体と前記第１のシグナルグランドとの間に接続され、低周波数領域の信号を通過させ、高周波数領域の信号を遮断する特性を有するインピーダンス素子と、
   前記外部導体とフレームグランドとの間に接続されたコンデンサと、
   を備え、
   前記第２通信装置は、
   前記内部導体にプラス出力端子が接続され、前記外部導体に第４の終端抵抗を介してマイナス出力端子が接続される差動送信器と、
   前記外部導体と第２のシグナルグランドとの間に接続され、低周波数領域の信号を通過させ、高周波数領域の信号を遮断する特性を有するインピーダンス素子と、
   を備えたことを特徴とする同軸通信装置。
4. 前記インピーダンス素子は、磁性材料を含む素子であること、を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の同軸通信装置。
5. 前記コンデンサは高耐圧コンデンサであること、を特徴とする請求項１または３に記載の同軸通信装置。
6. 前記コンデンサは無極性コンデンサであること、を特徴とする請求項１，３または５に記載の同軸通信装置。