KR20040034485A - 평형 전송 장치 - Google Patents

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KR20040034485A
KR20040034485A KR1020030072028A KR20030072028A KR20040034485A KR 20040034485 A KR20040034485 A KR 20040034485A KR 1020030072028 A KR1020030072028 A KR 1020030072028A KR 20030072028 A KR20030072028 A KR 20030072028A KR 20040034485 A KR20040034485 A KR 20040034485A
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이가타유지
곤도우쥰지
와키사카도시유키
곤도다카오
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마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤
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Abstract

송신기에서는 쌍을 이루는 도체의 각각에 주입하는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 감시하고, 수신기에서는 각각의 도체로부터 출력되는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 감시하여, 그 상태를 출력한다. 그 상태에 근거해서 송신기에서의 도체로의 주입 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 제어한다. 이에 따라, 송신기에서의 평형을 유지하면서, 수신기에서의 평형도도 향상할 수 있어, 송신기 및 수신기 중 어느 쪽에서도 EMC 문제를 저감할 수 있다.

Description

평형 전송 장치{BALANCE TRANSMITTER}
본 발명은, 한 쌍 또는 여러 쌍의 도체를 이용하여 데이터를 전송하는 평형 전송 시스템 및 그 관련 기술에 관한 것이다.
예를들면, 전력 전달에 사용되는 한 쌍의 금속 케이블(metallic cable)에 고주파 신호를 중첩하여, 데이터를 전송하는 전력선 통신 시스템이 있다.
이러한 한 쌍의 금속 케이블을 사용하여 데이터를 전송하는 경우, 도 4에 도시하는 바와 같이 전송로의 불평형으로 인해 발생하는 EMC(Electromagnetic Compatibility)의 문제가 있다.
이 EMC의 문제는, 금속 케이블로부터의 누설 전계와 금속 케이블로의 혼입 잡음의 문제가 있지만, 양자 모두 전송로의 불평형에 의해서 악화한다. 이들에 대해서는, 비특허 문헌 1(이데구치켄, 외 1명, 정보 통신 시스템의 전자(電磁) 노이즈 문제와 대응 기술, 모리기타출판, P.99∼134, 1997년 11월25일)에 상세하게 기술되어 있다.
평형 전송 시스템에 있어서는, 본래, 송신부로부터 수신부까지 완전히 평형인 것이 요구된다. 그러나, 실제로는 송신 및 수신 회로부에서의 불평형 요소나, 선로 도중에서의 불평형 성분 등이 있어, 완전히 평형이라고는 말할 수 없다.
이러한 불평형 성분이 전송로에 존재하면 EMC 문제가 발생하여, 누설 전계에 의해서 다른 시스템으로의 영향이 발생하거나, 혼입 잡음에 의해서 성능이 열화하거나 한다.
그래서, 본 발명은 선로의 불평형에 의한 EMC 문제의 영향을 저감하는 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 평형 전송 장치의 송신기의 블록도,
도 2는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 평형 전송 장치의 송신기와 수신기의 블록도,
도 3은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 평형 전송 장치의 송신기와 수신기의 블록도,
도 4는 종래의 평형 전송 시스템에 있어서의 EMC 문제의 영향을 나타내는 도면.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
11, 31 : 송신 신호 감시부
12, 22, 32 : 송신 신호 제어부
23, 33 : 수신 신호 감시부
24, 34 : 수신 상태 출력부
제 1 및 제 2 발명에서는, 쌍을 이루는 도체의 각각에 주입하는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 감시하여, 그 값에 근거해서 주입하는 전압 또는 전류를 제어한다.
이 구성에 의해, 전송로의 평형도에 의존하지 않고서 송신점에서의 평형을 유지할 수 있어, 송신기에서의 EMC 문제를 저감할 수 있다.
제 3 발명은, 수신기에서 각각의 도체로부터 출력되는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 감시하여, 그 상태를 출력한다.
이 구성에 의해, 수신기에서의 평형 상태를 평가할 수 있다.
제 4 및 제 5 발명에서는, 상기 제 3 발명에 더하여, 수신기의 수신 상태 출력부의 출력 신호가 송신기에 피드백되고, 그 신호에 근거하여 각각의 도체에 주입하는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 제어한다.
이에 따라, 수신부에서의 평형도를 향상시킬 수 있어, 수신기에서의 EMC 문제를 저감할 수 있다.
제 6 내지 제 8 발명에서는, 송신기에서는 쌍을 이루는 도체의 각각에 주입하는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 감시하고, 수신기에서는 각각의 도체로부터출력되는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 감시하여, 그 상태를 출력한다. 그 상태에 근거해서 송신기에서의 도체로의 주입 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 제어한다.
이 구성에 의해, 송신기에서의 평형을 유지하면서, 수신기에서의 평형도도 향상할 수 있어, 송신기 및 수신기 중 어느 쪽에서도 EMC 문제를 저감할 수 있다.
이하, 도면을 참조하면서, 본 발명의 실시예를 설명한다.
(실시예 l)
도 1은 본 발명의 실시예 1에 있어서의 평형 전송 장치의 송신기의 블록도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이 실시예 1에서의 송신기는 송신 신호 감시부(11)와 송신 신호 제어부(12)가 구비되어 있고, 전송하고 싶은 평형 데이터는, 먼저 송신 신호 제어부에 입력되고, 그 후 송신 신호 감시부(11)를 경유하여 도체 1 및 도체 2로 주입된다.
이 예에서는, 도 1의 장치를 사용하여 도체 1 및 도체 2에 주입되는 평형 데이터 신호의 평형도 향상을 실현한다.
도 1에 있어서, 송신 신호 제어부(12)에 입력된 평형 데이터는, 바란(BALUN : Balanced to Unbalanced)이라고 불리우는 불평형-평형 변환 트랜스나 차동 드라이버 회로 등으로 대표되는 불평형-평형 변환 장치에 의해 불평형으로부터 평형으로 변환된 차동 신호이다. 여기서는, 이 차동 신호는 완전히 평형이 유지되고 있다고 가정하지만, 평형이 유지되고 있지 않은 경우라도 지장은 없다.
송신 신호 제어부(12)에서는, 입력된 차동 신호의 평형도가 향상하도록 전압값 또는 전류값 또는 그 양쪽을 변화시켜 출력한다.
이 송신 신호 제어부(12)로부터 출력되는 차동 신호는, 송신 신호 감시부(11)를 경유하여 도체 1 및 도체 2에 주입된다. 이 때, 도체에 주입된 신호는, 송신기의 송신 임피던스와 전송로 임피던스(도체 및 도체에 접속된 모든 요소의 임피던스)에 의해서 송신 신호 제어부(12)로부터 출력된 값과는 다른 값이 될 가능성이 있다. 이 경우, 송신 신호 제어부(12)에서 평형도가 향상하도록 변화시킨 것에 관계없이, 평형도가 열화할 가능성이 있다.
그래서, 실제로 도체에 주입된 전압값 또는 전류값 또는 그 양쪽의 값은, 송신 신호 감시부(11)에 의해서 감시되고 있어, 실제로 도체에 주입된 신호 레벨을 송신 신호 제어부(12)에 피드백한다(도 1의 파선). 이 피드백 신호에 근거해서, 송신 신호 제어부(12)에서는 실제로 도체에 주입된 신호의 평형도가 향상하도록 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 제어한다.
그 결과, 전송로의 상태에 따라서, 실제로 도체에 주입되는 송신 신호 레벨이 제어되어 평형도가 향상한다.
또, 본 실시예에서는, 정기적으로 피드백을 행하여 송신 신호 레벨을 제어하는 예에 대하여 설명했지만, 최초에 한번만 피드백을 행하여 송신 신호 레벨을 결정하더라도 효과는 얻어진다.
(실시예 2)
도 2는 본 발명의 실시예 2에 있어서의 평형 전송 장치의 송신기와 수신기의 블록도이다.
도 2에 도시하는 바와 같이, 실시예 2에 있어서의 수신기는 수신 신호 감시부(23)와 수신 상태 출력부(24)를 구비하고 있다. 또한, 송신기에는 송신 신호 제어부(22)가 구비되어 있어, 전송하고 싶은 평형 데이터는 우선 송신 신호 제어부에 입력되고, 그 후, 도체 1 및 도체 2에 주입된다.
이 예에서는, 도 2의 장치를 사용하여, 수신기에서의 도체 1 및 도체 2로부터의 평형 데이터 신호의 평형도 향상을 실현한다.
수신기에 있어서는, 수신기에 접속된 도체 1 및 도체 2부터의 수신 신호를, 수신 신호 감시부(23)를 경유하여 수신한다. 수신 신호 감시부(23)는, 이 수신 신호의 전압값 또는 전류값 또는 그 양쪽의 값을 검출하여, 그 결과를 수신 상태 출력부(24)에서 출력하는 기능을 가진다.
본 실시예의 평형 전송 시스템에 있어서, 도체 1 및 도체 2를 매체로 하여 전송되는 신호는 차동 신호이므로, 각각의 도체로부터 출력되는 신호의 합을 취하면, 어떤 일정한 바이어스값으로 된다. 본래, 이 바이어스값은 송신기에서 더해지는 값이며, 특정할 수 있는 것이다. 만약에 수신 신호 감시부(23)에서 감시하고 있는 신호의 합이, 송신기에서 가해진 바이어스값과 다른 값이 검출된 경우, 그것은 공통(common) 모드 신호가 어떠한 요인으로 인가되어 있는 것을 나타낸다. 이것은 일반적으로는 전송로의 불평형에 의한 것이다. 따라서, 수신 신호감시부(23)를 구비한 본 실시예의 수신기에서는, 전송로의 평형 상태를 평가할 수 있다.
또한, 도 2에서는 수신 신호 감시부(23)의 검출 결과를, 수신 상태 출력부(24)를 거쳐서 송신기에 피드백하는 기능을 구비하고 있는 예도 나타내고 있다. 이 때, 피드백 신호는 송신기의 송신 신호 제어부(22)에 전달되고, 수신 신호 감시부(23)에서 평가한 평형 상태에 따라서 송신 신호를 제어할 수 있게 된다. 예컨대, 송신기에서 가해진 바이어스값과 다른 값이 수신 신호 감시부(23)에서 검출되어, 그 값이 송신기의 송신 신호 제어부(22)에 전달되면, 바이어스값과 수신 신호 감시부(23)로부터의 검출값의 차가 작아지도록 제어함으로써, 수신기에서의 평형도를 향상시킬 수 있다.
(실시예 3)
도 3은 본 발명의 실시예 3에 있어서의 평형 전송 장치의 송신기와 수신기의 블록도이다.
도 3에 도시하는 바와 같이, 실시예 3에서의 평형 전송 장치는, 송신 신호 감시부(31)와 송신 신호 제어부(32)가 구비된 송신기와, 수신 신호 감시부(33)와 수신 상태 출력부(34)를 구비한 수신기에 의해서 평형 데이터가 전송된다. 전송된 평형 데이터는, 우선 송신 신호 제어부(32)에 입력되고, 그 후 송신 신호 감시부(31)를 경유하여 도체 1 및 도체 2에 주입된다. 또한, 도체 1 및 도체 2를 매체로 하여 전송되는 신호는, 수신 신호 감시부(33)를 경유하여 수신한다. 수신신호 감시부(33)는, 이 수신 신호의 전압값 또는 전류값 또는 그 양쪽의 값을 출력하는 기능을 가지며, 이 값은 수신 상태 출력부(34)로부터 출력된다.
이 예에서는, 도 3의 장치를 사용하여 도체 1 및 도체 2에 주입되는 평형 데이터 신호의 평형도 향상을 실현한다.
도 3에 있어서, 전송하고 싶은 평형 데이터는, 우선 송신 신호 제어부(32)에 입력된다. 그 후, 송신 신호 감시부(31)를 경유하여 도체 1 및 도체 2에 주입된다. 이 때의 송신기의 동작은 실시예 1과 마찬가지이며, 실제로 도체에 주입되는 신호 레벨을 송신 신호 감시부(31)에서 감시하고, 그것에 근거해서 송신 신호 제어부(32)의 신호 출력을 제어한다. 이 경우, 실시예 1과 마찬가지로, 송신기에서의 평형도 향상의 효과가 있다.
다음에, 수신기에서의 동작을 설명한다. 도체 1 및 도체 2를 매체로 하여 전송되는 신호는, 수신 신호 감시부(33)를 경유하여 수신한다. 수신 신호 감시부(33)는, 이 수신 신호의 전압값 또는 전류값 또는 그 양쪽의 값을 출력하는 기능을 가지며, 이 값은 수신 상태 출력부(34)로부터 출력된다. 이것도 실시예 2와 동일한 동작이 되어, 수신 신호 감시부(33)에서 검출한 공통 모드 신호 레벨이 작아지도록, 송신기의 송신 신호 제어부(32)에서 신호 출력을 제어한다. 이 경우, 실시예 2와 마찬가지로, 수신기에서의 평형도 향상의 효과가 있다.
또한, 상기 두 동작을 행함으로써, 송신기와 수신기의 양측에서 평형도가 향상될 수 있다.
송신 신호 제어부(32)는 송신 신호 감시부(31)로부터의 신호와 수신 상태 출력부(34)로부터의 신호의 두개의 피드백 신호를 수신하는 것으로 되기 때문에, 예컨대 송신기의 평형도를 향상시키기 위한 제어를 행하면, 수신기에서의 평형도가 열화될 것으로 예상된다. 이 경우, 송신 신호 감시부(31)로부터의 신호와 수신 상태 출력부(34)로부터의 신호에 임계값을 마련한다. 임계값은 송신기의 평형도 또는 수신기의 평형도의 허용값으로부터 정할 수 있고, 또한, 각각의 평형도의 허용값은, 예컨대, 누설 전계 레벨의 허용값으로부터 정할 수 있다. 예컨대, 송신 신호 감시부(31)의 신호에 근거하여 송신 신호 제어부(32)에서의 송신 출력을 제어하는 경우, 도체 1과 도체 2에 주입하는 신호 레벨의 합은 바이어스값과 동일했다고 가정한다. 이것은 송신기에서 평형도가 충분히 높은 것을 의미한다. 그러나, 이 경우에 있어서, 수신기에서 도체 1과 도체 2의 신호 레벨의 합이 바이어스값과 다를 가능성이 있다. 만약에 달라져 있는 경우, 그 차가 임계값을 초과하고 있는지를 확인하여, 초과하지 않으면 시스템 전체의 누설 전계는 작다고 판단할 수 있다. 만약에 임계값을 초과하는 경우에는, 임계값에 가까워지도록 송신 신호 제어부(32)에 의해서 송신 출력을 제어한다. 이 결과, 송신기측의 평형도는 열화되지만, 수신기측의 평형도는 향상한다. 이와 같이, 쌍방의 임계값에 접근시킴으로써, 시스템 전체의 평형도는 향상되어, 결과적으로 누설 전계는 저감될 수 있다.
또, 이상의 설명에 있어서는 송신기와 수신기 한 대씩의 구성에 대하여 설명했지만, 송신기 및 수신기가 여러 대 있더라도, 동일한 효과를 얻을 수 있다.
본 발명에 의하면, 전송로의 평형도에 의존하지 않고서 송신점에서의 평형을 유지할 수 있어, 송신기에서의 EMC 문제를 저감할 수 있다.
또한, 수신기에서의 평형 상태를 평가할 수 있는 데 더하여, 수신부에서의 평형도를 향상시키는 것도 가능해, 수신기에서의 EMC 문제를 저감할 수 있다.
또한, 상기 두개의 특징을 조합시켜, 송신기 및 수신기 중 어디에서도 평형도를 향상시켜, 평형 전송 시스템 전체에서의 EMC 문제를 저감할 수 있다.

Claims (9)

  1. 한 쌍의 도체를 이용하여 데이터를 전송하는 평형 전송 시스템에 이용하는 장치로서,
    각각의 도체에 주입하는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 감시하는 송신 신호 감시부를 갖고, 상기 송신 신호 감시부로부터의 출력 신호에 근거하여, 각각의 도체에 주입하는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 제어하는 송신 신호 제어부를 갖는 송신기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    송신 신호 제어부는, 송신 신호 감시부로부터의 출력 신호에 근거하여, 쌍을 이루는 도체에 주입하는 전압의 차 또는 전류의 차 또는 그 양쪽을 작게 하는 제어를 행하는 송신기.
  3. 한 쌍의 도체를 이용하여 데이터를 전송하는 평형 전송 시스템에 이용하는 장치로서,
    각각의 도체로부터 출력되는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 감시하는 수신 신호 감시부를 갖고, 상기 수신 신호 감시부에서의 감시 데이터를 출력하는 수신상태 출력부를 갖는 수신기.
  4. 청구항 3의 수신기의 수신 상태 출력부로부터 출력된 신호가 피드백되는 장치로서,
    그 피드백 신호에 근거하여, 각각의 도체에 주입하는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 제어하는 송신 신호 제어부를 갖는 송신기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    송신 신호 제어부는, 수신기에 접속된 쌍을 이루는 도체로부터 출력되는 전압의 차 또는 전류의 차 또는 그 양쪽이 작아지도록, 피드백 신호에 근거해서 제어하는 송신기.
  6. 한 쌍의 도체를 이용하여 데이터를 전송하는 평형 전송 시스템에 이용하는 장치로서,
    각각의 도체로부터 출력되는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 감시하는 수신 신호 감시부를 갖고, 상기 수신 신호 감시부에서의 감시 데이터를 출력하는 수신 상태 출력부를 갖는 수신기와, 각각의 도체에 주입하는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 감시하는 송신 신호 감시부를 갖고, 상기 송신 신호 감시부로부터의 출력 신호와 상기 수신 상태 출력부로부터의 피드백 신호에 근거해서, 각각의 도체에 주입하는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을 제어하는 송신 신호 제어부를 갖는 송신기를 구성요소로 하는 평형 전송 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    송신 신호 제어부는, 송신 신호 감시부로부터의 출력 신호에 근거해서, 쌍을 이루는 도체에 주입하는 전압의 차 또는 전류의 차 또는 그 양쪽을 작게하는 제어를 행하고, 또한, 수신기에 접속된 쌍을 이루는 도체로부터 출력되는 전압의 차 또는 전류의 차 또는 그 양쪽이 작아지도록, 피드백 신호에 근거해서 제어하는 평형 전송 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    송신 신호 제어부는, 송신 신호 감시부로부터의 출력 신호에 근거해서, 쌍을 이루는 도체에 주입하는 전압의 차 또는 전류의 차 또는 그 양쪽이 특정한 임계값을 밑돌도록 제어하고, 또한, 수신기에 접속된 쌍을 이루는 도체로부터 출력되는 전압의 차 또는 전류의 차 또는 그 양쪽이 특정한 임계값을 밑돌도록, 피드백 신호에 근거해서 제어하는 평형 전송 장치.
  9. 한 쌍의 도체를 이용하여 데이터를 전송하는 평형 전송 시스템에 이용하는 장치로서,
    한 쪽의 도체에 주입하는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽을, 다른 쪽의 도체에 주입하는 전압 또는 전류 또는 그 양쪽과 달라지게 하는 것을 특징으로 하는 송신기.
KR1020030072028A 2002-10-17 2003-10-16 평형 전송 장치 KR20040034485A (ko)

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