專利名稱：電力線通信用調(diào)制解調(diào)器及其信號(hào)重疊方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力線通信(PLCPower Line Communication)用調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)重疊方法及電力線通信用調(diào)制解調(diào)器，特別涉及，能夠通過簡單的結(jié)構(gòu)將用于電力線通信的信號(hào)重疊在電力線并將來自電力線的信號(hào)分離的電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)重疊方法及電力線通信用調(diào)制解調(diào)器。
背景技術(shù)：
近年來，一種系統(tǒng)已被提案，其能夠在家庭內(nèi)等使各種家電產(chǎn)品等家庭內(nèi)機(jī)器具有電力線通信功能，通過由PC等構(gòu)成的母機(jī)監(jiān)視并控制這些家庭內(nèi)機(jī)器，從外部通過公共通信網(wǎng)對所述母機(jī)進(jìn)行訪問，從外部監(jiān)視并控制家庭內(nèi)機(jī)器。另外，另一種系統(tǒng)也被提案，其能夠通過電力線通信處理更高速的信號(hào)，實(shí)時(shí)地將由ISP(Internet Service Provider)通過包含互聯(lián)網(wǎng)的公共通信網(wǎng)提供的視頻信息、音頻信息等多媒體信息，在PC等顯示裝置上顯示。
為了通過如前所述的電力線通信進(jìn)行各種信號(hào)的發(fā)送接收，由于有必要將電源插頭作為媒介而進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送接收，因此，將來自電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)經(jīng)由自身的電源路徑而重疊到電力線，并將來自電力線的信號(hào)分離而輸入調(diào)制解調(diào)器的電路成為必要。
圖4是表示說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)將用于電力線通信的信號(hào)重疊在電力線上的信號(hào)重疊方法的電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的電源電路的結(jié)構(gòu)框圖。在圖4中，35是二極管橋，36是開關(guān)電路，37是光電耦合器，38是濾波電路，39是AC插頭，T1是電源變壓器，T2是信號(hào)重疊用變壓器，C1～C8是電容器，D1～D3是整流用二極管，L1是電感器，R1、R2是調(diào)整器，BPF1是帶通濾波器，P1～P3是直流電源供給端子。
圖4所示的電源電路以具有濾波電路38、二極管橋35、開關(guān)電路36、變壓器T1、整流用二極管D1～D3、平滑用電容器C1～C6、光電耦合器37而構(gòu)成。因此，經(jīng)過AC插頭39的交流商用電源，經(jīng)過濾波器38，由二極管橋35所整流，被電容器C7平滑后，被輸入到開關(guān)電路36，通過開關(guān)電路36變換為其電壓被控制的交流，并輸入到變壓器T1的初級線圈。變壓器T1的次級線圈設(shè)有多個(gè)分接頭，于此連接整流用二極管D1～D3和平滑用電容器C1～C6。
由整流用二極管D3輸出的直流，進(jìn)一步，經(jīng)由平滑用電感器L1、電容器C3而由直流電源供給端子P3輸出。另外，該直流電壓經(jīng)由光電耦合器37將其電壓值反饋到開關(guān)電路36，用于使由直流電源供給端子P3輸出的直流電壓穩(wěn)定。另外，來自整流用二極管D1、D2的直流輸出，進(jìn)一步經(jīng)由調(diào)整器R1、R2和平滑用電容器C1、C2，而由直流電源供給端子P1、P2輸出。由直流電源供給端子P1～P3輸出的直流電壓，由于被供給到構(gòu)成調(diào)制解調(diào)器的各種功能電路，因此具有+12V、+5V、+3.3V的電壓值。
另一方面，應(yīng)該重疊在電力線上的來自電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的PLC電路的發(fā)送信號(hào)Tx，經(jīng)由對稱型帶通濾波器BPF1、信號(hào)重疊用變壓器T2、解耦用電容器C8，被重疊在由AC插頭39和濾波電路38之間引出的電力線上。另外，發(fā)送到電力線上的信號(hào)，經(jīng)由與上述相反的路徑作為接收信號(hào)Rx被傳送到電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的PLC信號(hào)電路。在這種情況下，在整流用二極管橋35的前段設(shè)置濾波電路38，以使得發(fā)送信號(hào)Tx和來自電力線的信號(hào)，不會(huì)進(jìn)入電源電路側(cè)。另外，在電力線通信中使用的信號(hào)的頻率數(shù)一般為4MHz～20MHz。濾波電路38被構(gòu)成為遮斷該頻率范圍內(nèi)的信號(hào)，另外，帶通濾波器BPF1被構(gòu)成為讓該頻率范圍內(nèi)的信號(hào)通過。
另外，作為有關(guān)利用電力線進(jìn)行數(shù)據(jù)發(fā)送接收機(jī)器的電源電路的現(xiàn)有技術(shù)，例如專利文獻(xiàn)1中記載的技術(shù)，已被周知。
上述現(xiàn)有技術(shù)，在電力線通信用調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行通信時(shí)，有必要具有用于將電力線通信用信號(hào)重疊在電力線上且分離來自電力線的信號(hào)的信號(hào)重疊用變壓器，對稱型帶通濾波器，以及不使電力線通信用信號(hào)進(jìn)入電源電路的濾波器等多種功能電路。由于對稱型帶通濾波器價(jià)格昂貴，因此具有包含電源電路的電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的電路結(jié)構(gòu)將變得復(fù)雜，引起成本增大的問題。
專利文獻(xiàn)1特開平8-56386號(hào)公報(bào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的為提供一種電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)重疊方法及電力線通信用調(diào)制解調(diào)器，其能夠解決上述現(xiàn)有技術(shù)的問題，簡化包含電源電路的電力線通信用調(diào)制解調(diào)器(以下稱PLC調(diào)制解調(diào)器)的電路結(jié)構(gòu)，并可以降低成本。
根據(jù)本發(fā)明，為達(dá)到上述目的，在電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的向電力線重疊信號(hào)的方法中，所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器包括電源變壓器，其初級線圈與所述電力線相連接；以及整流電路，其具有直流電源供給端子，為該電源變壓器的次級線圈上的所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的構(gòu)成機(jī)器供給直流電源；將來自所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的電力線通信用信號(hào)電路的信號(hào)供給到所述直流電源供給端子，將通信信號(hào)重疊在所述電力線，將來自所述電力線的通信信號(hào)通過所述直流電源供給端子，傳送到所述電力線通信用信號(hào)電路。
另外，為達(dá)到上述目的，在上述方法中，所述電力線通信用信號(hào)電路和所述直流電源供給端子之間的信號(hào)的發(fā)送接收，通過設(shè)置于所述電力線通信用信號(hào)電路和所述直流電源供給端子之間的非對稱型帶通濾波器進(jìn)行。
另外，根據(jù)本發(fā)明，為達(dá)到上述目的，在向電力線重疊信號(hào)而進(jìn)行通信的電力線通信用調(diào)制解調(diào)器中，包括電源變壓器，其初級線圈與所述電力線相連接；以及整流電路，其具有直流電源供給端子，為該電源變壓器的次級線圈上的所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的構(gòu)成機(jī)器供給直流電源；將所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的電力線通信用信號(hào)電路和所述直流電源供給端子相連接，以使得將來自所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的電力線通信用信號(hào)電路的通信信號(hào)供給到所述直流電源供給端子，將所述通信信號(hào)重疊在所述電力線，將來自所述電力線的通信信號(hào)通過所述直流電源供給端子，傳送到所述電力線通信用信號(hào)電路。
另外，為達(dá)到上述目的，在上述裝置中，在所述電力線通信用信號(hào)電路和所述直流電源供給端子之間，具有非對稱型帶通濾波器。
根據(jù)本發(fā)明，能夠降低PLC調(diào)制解調(diào)器的電路結(jié)構(gòu)，并且能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化。


圖1表示適用本發(fā)明的電力線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的框圖。
圖2表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的PLC調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)框圖。
圖3表示圖2所示的PLC調(diào)制解調(diào)器的電源電路31的結(jié)構(gòu)框圖。
圖4表示說明根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)將用于電力線通信的信號(hào)重疊在電力線上的信號(hào)重疊方法的電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的電源電路的結(jié)構(gòu)框圖。
圖中11～15-PLC調(diào)制解調(diào)器，16-基站，17-開關(guān)網(wǎng)絡(luò)集線器(Switch Hub)，18-媒體轉(zhuǎn)換器，19-網(wǎng)絡(luò)，20-電力線，21-USB線路，22-Ethernet(注冊商標(biāo))線路，23-CPU，24、27-SRAM，25-EEPROM，26-Flash ROM，28-AISC，29-PLC專用IC，30-前端，31-電源電路單元，32-顯示單元，35-二極管橋，36-開關(guān)電路，37-光電耦合器，38-濾波電路，39-AC插頭，T1-電源變壓器，T2-信號(hào)重疊用變壓器，C1～C8-電容器，D1～D3-整流用二極管，L1、L2-電感器，R1、R2-調(diào)整器，BPF1、BPF2-帶通濾波器電路，P1～P3-直流電源供給端子。
具體實(shí)施例方式
以下通過附圖詳細(xì)說明，根據(jù)本發(fā)明的PLC調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)重疊方法以及PLC調(diào)制解調(diào)器的實(shí)施方式。
圖1表示適用本發(fā)明的電力線通信系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)例的框圖，圖2表示根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施方式的PLC調(diào)制解調(diào)器的結(jié)構(gòu)框圖。在圖1、圖2中，11～15是PLC調(diào)制解調(diào)器，16是基站，17是開關(guān)網(wǎng)絡(luò)集線器(Switch Hub)，18是媒體轉(zhuǎn)換器，19是網(wǎng)絡(luò)，20是電力線，21是USB線路，22是Ethernet(注冊商標(biāo))線路，23是CPU，24、27是SRAM，25是EEPROM，26是閃爍ROM，28是AISC，29是PLC專用IC，30是前端(front end)，31是電源電路單元，32是顯示單元。
圖1所示的電力線通信系統(tǒng)，如圖1所示，由多個(gè)PLC調(diào)制解調(diào)器11～15連接在電力線20上而構(gòu)成。在一個(gè)PLC調(diào)制解調(diào)器11上，連接基站16、開關(guān)網(wǎng)絡(luò)集線器17和媒體轉(zhuǎn)換器18。PLC調(diào)制解調(diào)器12～15分別與圖中未示出的PC、家電機(jī)器等相連接。PC、家電機(jī)器等可以通過PLC調(diào)制解調(diào)器和電力線20而進(jìn)行相互通信。另外，對于在PLC調(diào)制解調(diào)器上連接PC時(shí)，該P(yáng)C可以通過，直接連接在本PC上的PLC調(diào)制解調(diào)器、電力線20、PLC調(diào)制解調(diào)器11、基站16、開關(guān)網(wǎng)絡(luò)集線器17、媒體轉(zhuǎn)換器18和外部網(wǎng)絡(luò)19，而與圖中未示出的提供商等服務(wù)器之間進(jìn)行通信，接收各種信息的提供，進(jìn)行郵件的發(fā)送接收等。
如上所述的電力線通信系統(tǒng)，也可以在家庭內(nèi)等備置，另外，也可以在公寓等集中住宅的全體備置一個(gè)系統(tǒng)。進(jìn)而，也可以對企業(yè)的所有部門設(shè)置。
各個(gè)PLC調(diào)制解調(diào)器11～15，如圖2所示，由以下結(jié)構(gòu)構(gòu)成作為PC、家電機(jī)器之間的接口的USB線路21、Ethernet(注冊商標(biāo))線路22；對所有調(diào)制解調(diào)器進(jìn)行控制的CPU 23；存儲(chǔ)用于在CPU 23的各種處理的程序、數(shù)據(jù)等的SRAM 24、EEPROM 25、閃爍ROM 26；AISC 28；AISC28所使用的SRAM 27；PLC專用IC 29；與電力線20之間進(jìn)行接收發(fā)送通信信號(hào)的前端30；通過交流用插頭將通信信號(hào)重疊在電力線20上或者將電力線20上的通信信號(hào)取出并為構(gòu)成調(diào)制解調(diào)器的各功能電路供給直流電力的電源電路單元31；LED等顯示單元32。
在上述中，在EEPROM 25和閃爍ROM 26中，存儲(chǔ)圖2所示的PLC調(diào)制解調(diào)器為實(shí)現(xiàn)作為調(diào)制解調(diào)器的功能所必要的由CPU23實(shí)行處理的程序，關(guān)于旨在與電力線20之間進(jìn)行通信的通信方式的信息，設(shè)定信號(hào)發(fā)送用通信功率的強(qiáng)度的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)傳送速度等信息。
圖3表示圖2所示的PLC調(diào)制解調(diào)器的電源電路單元31的結(jié)構(gòu)框圖。在圖3，L2是電感器，BPF2是帶通濾波器，其他符號(hào)和圖4的情況相同。
圖3所示的電源電路單元31與圖4所說明的以往技術(shù)的不同之處在于與作為PLC調(diào)制解調(diào)器的PLC信號(hào)電路的前端連接的帶通濾波器是非對稱型帶通濾波器BPF2這一點(diǎn)；帶通濾波器BPF2的電源側(cè)的連接是對于直流電源供給端子P1(也可以是端子P2、P3)而進(jìn)行這一點(diǎn)；以及AC插頭39和整流用二極管橋35之間不需要設(shè)置濾波電路38這一點(diǎn)。其他結(jié)構(gòu)，可以和由圖4所說明的電源電路相同。
于是，應(yīng)該重疊在電力線上的來自電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的PLC信號(hào)電路的發(fā)送信號(hào)Tx，經(jīng)過非對稱型帶通濾波器BPF2、解耦用電容器C8，加在直流電源供給端子P1上，經(jīng)過構(gòu)成電源電路的整流電路、電源變壓器T1、開關(guān)電路36、二極管橋35重疊在電力線上。另外，發(fā)送到電力線上的信號(hào)，經(jīng)過與上述相反的路徑，作為接收信號(hào)Rx傳送到電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的PLC信號(hào)電路。在這種情況下，發(fā)送信號(hào)Tx、來自電力線的通信信號(hào)被重疊在直流電源上，為了不進(jìn)入PLC調(diào)制解調(diào)器的功能電路，在直流電源供給端子P1和帶通濾波器BPF2的電源側(cè)的連接點(diǎn)之間設(shè)置隔離用電感器L2。
接下來，在上述的結(jié)構(gòu)中，對于電力線通信用信號(hào)通過向PLC調(diào)制解調(diào)器的功能電路供給直流電源的電源電路單元的情況，以發(fā)送信號(hào)Tx為例，說明該信號(hào)從直流電源供給端子P1出發(fā)，經(jīng)過整流電路、電源變壓器T1、開關(guān)電路36、二極管橋35而到達(dá)電力線的情況。
供給直流電源的電源電路單元中的整流電路所包含的平滑用電容器C1、C4通常由電解電容器構(gòu)成。已經(jīng)周知，若所施加的頻率變大，則該電解電容器的阻抗變大。為此，所施加的4MHz～20MHz的發(fā)送信號(hào)Tx不會(huì)由這些電容器而被分流。另外，調(diào)整器R1通常由IC構(gòu)成，能夠使發(fā)送信號(hào)直接通過。另外，由于整流用二極管D1在電流流過的狀態(tài)中對于交流信號(hào)成為低阻抗，因而發(fā)送信號(hào)Tx也能直接通過二極管D1。由于電源變壓器T1是進(jìn)行交流變壓，且在初級線圈和次級線圈之間存在寄生電容，因而發(fā)送信號(hào)Tx能夠通過電源變壓器T1。
進(jìn)一步，開關(guān)電路36，通常由IC構(gòu)成，能夠使發(fā)送信號(hào)Tx直接通過。二極管橋35，雖然對發(fā)送信號(hào)Tx產(chǎn)生較大的衰減，然而若根據(jù)本發(fā)明人等的實(shí)驗(yàn)，發(fā)送信號(hào)Tx僅受到30db程度的衰減。因此，從直流電源供給端子P1到電力線之間的發(fā)送信號(hào)Tx的總衰減量為40db的程度。來自電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的發(fā)送信號(hào)的電平，足夠大，即使存在40db程度衰減的情況，能夠保持一定余量地進(jìn)行通信。
另外，對于將通過上述二極管橋的通信信號(hào)的衰減做得更小的情況，也可以在二極管橋上并聯(lián)連接諸如小容量電容器等高通濾波電路。
在上述本發(fā)明的實(shí)施方式中所使用的電源電路單元，雖然通過在電源變壓器的初級線圈側(cè)設(shè)置進(jìn)行AC-DC-AC變換的電路而構(gòu)成。然而，本發(fā)明也可以將電源電路單元做成將商用電源直接連接在電源變壓器的初級線圈上的結(jié)構(gòu)。在這種情況下，和上述一樣，能夠通過電源電路單元將通信信號(hào)重疊在電力線上。
另外，上述本發(fā)明的實(shí)施方式，雖然說明了將PLC調(diào)制解調(diào)器和電源電路單元一體構(gòu)成，但是，本發(fā)明也適用于電源電路是作為與PLC調(diào)制解調(diào)器不同的部件的結(jié)構(gòu)。
按照上述本發(fā)明的實(shí)施方式，可以不需要將電力線通信用信號(hào)重疊到電源線且用于分離來自電源線的信號(hào)的信號(hào)重疊用變壓器，以及使電力線通信用信號(hào)不進(jìn)入電源電路的濾波器。另外，由于能夠使用低價(jià)的非對稱型帶通濾波器以替代高價(jià)的對稱型帶通濾波器，因此能夠?qū)で蟀娫措娐返腜LC調(diào)制解調(diào)器的電路結(jié)構(gòu)的簡化和成本的降低。
權(quán)利要求
1.一種電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的向電力線重疊信號(hào)的方法，所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器包括電源變壓器，其初級線圈與所述電力線相連接；以及整流電路，其具有直流電源供給端子，為該電源變壓器的次級線圈上的所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的構(gòu)成機(jī)器供給直流電源；將來自所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的電力線通信用信號(hào)電路的信號(hào)供給到所述直流電源供給端子，將通信信號(hào)重疊在所述電力線上，將來自所述電力線的通信信號(hào)通過所述直流電源供給端子，傳送到所述電力線通信用信號(hào)電路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的向電力線重疊信號(hào)的方法，其特征在于，所述電力線通信用信號(hào)電路和所述直流電源供給端子之間的信號(hào)的發(fā)送接收，通過設(shè)置于所述電力線通信用信號(hào)電路和所述直流電源供給端子之間的非對稱型帶通濾波器進(jìn)行。
3.一種電力線通信用調(diào)制解調(diào)器，在向電力線重疊信號(hào)而進(jìn)行通信的電力線通信用調(diào)制解調(diào)器中，包括電源變壓器，其初級線圈與所述電力線相連接；以及整流電路，其具有直流電源供給端子，為該電源變壓器的次級線圈上的所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的構(gòu)成機(jī)器供給直流電源；將所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的電力線通信用信號(hào)電路和所述直流電源供給端子相連接，以使得將來自所述電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的電力線通信用信號(hào)電路的通信信號(hào)供給到所述直流電源供給端子，將通信信號(hào)重疊在所述電力線，將來自所述電力線的通信信號(hào)，通過所述直流電源供給端子，傳送到所述電力線通信用信號(hào)電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電力線通信用調(diào)制解調(diào)器，其特征在于，在所述電力線通信用信號(hào)電路和所述直流電源供給端子之間，具有非對稱型帶通濾波器。
全文摘要
公開一種電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的信號(hào)重疊方法及電力線通信用調(diào)制解調(diào)器，包括初級線圈與電力線相連接的電源變壓器(T1)；以及整流電路，其具有直流電源供給端子(P1～P3)，為該電源變壓器的次級線圈上的電力線通信用調(diào)制解調(diào)器的構(gòu)成機(jī)器供給直流電源。將PLC信號(hào)電路和直流電源供給端子(P1)相連接，以使得將來自PLC調(diào)制解調(diào)器的PLC信號(hào)電路的發(fā)送用通信信號(hào)(Tx)供給到直流電源供給端子(P1)，將通信信號(hào)重疊在電力線，將來自電力線的通信信號(hào)，通過直流電源供給端子(P1)，作為接收信號(hào)(Rx)，傳送到PLC信號(hào)電路。在PLC信號(hào)電路和直流電源供給端子(P1)之間設(shè)置非對稱型帶通濾波器(BPF2)。
文檔編號(hào)H04B3/54GK1756111SQ20051010686
公開日2006年4月5日 申請日期2005年9月27日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月27日
發(fā)明者菅野猛 申請人:阿爾卑斯電氣株式會(huì)社