交流信号のゼロクロス点検出装置及びこれを用いた信号伝送システム
【課題】ゼロクロス点を高精度に検出することが可能な交流信号のゼロクロス点検出装置及びこれを用いた信号伝送システムを提供する。
【解決手段】交流電圧Ｅ１を分圧し、且つ平滑化した電圧を基準電圧Ｖ１として設定する。また、交流電圧Ｅ１を分圧した電圧を参照電圧Ｖrefとする。そして、基準電圧Ｖ１と参照電圧Ｖrefを比較し、ＶrefがＶ１を上回る地点をゼロクロス点として設定する。このような構成によれば、交流電圧Ｅ１の振幅が変動した場合であっても、この変動に伴って基準電圧Ｖ１が変動するので、高精度にゼロクロス点を検出することができる。このため、例えば、ＰＬＣ通信等で交流電圧に送信信号を重畳する場合には、高精度な信号伝送が可能となる。
【解決手段】交流電圧Ｅ１を分圧し、且つ平滑化した電圧を基準電圧Ｖ１として設定する。また、交流電圧Ｅ１を分圧した電圧を参照電圧Ｖrefとする。そして、基準電圧Ｖ１と参照電圧Ｖrefを比較し、ＶrefがＶ１を上回る地点をゼロクロス点として設定する。このような構成によれば、交流電圧Ｅ１の振幅が変動した場合であっても、この変動に伴って基準電圧Ｖ１が変動するので、高精度にゼロクロス点を検出することができる。このため、例えば、ＰＬＣ通信等で交流電圧に送信信号を重畳する場合には、高精度な信号伝送が可能となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出装置、及び交流電圧に送信信号を重畳して信号を伝送する信号伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＰＬＣ通信（Power Line Communication；電力線搬送通信）では、交流電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ等の商用電源）を伝送する電力線に送信信号を重畳して、互いに離間した地点での信号伝送を行う。また、交流電圧に重畳する信号を送信側と受信側で同期させるために、送信側及び受信側の双方にて交流電圧のゼロクロス点を検出している。即ち、検出したゼロクロス点を用いて送信信号の送信タイミングと受信タイミングを同期させている。
【０００３】
従来におけるゼロクロス点検出回路として、例えば特開平８−１２３５５８号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。このゼロクロス点検出回路では、比較器（コンパレータ）の一方の入力端子に全波整流した交流電圧（以下これを「参照電圧」という）を入力し、他方の入力端子に基準電圧を入力し、これらの比較結果に応じてゼロクロス点を検出する。従って、参照電圧が低下して基準電圧を下回る点、或いは参照電圧が上昇して基準電圧を上回る点がゼロクロス点として検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１２３５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例は、参照電圧が基準電圧を下回る点或いは上回る点をゼロクロス点として検出するので、参照電圧の振幅が変化した場合には、ゼロクロス点のタイミングがずれてしまうという不具合が生じる。即ち、図６に示すように、交流電圧の波形が、曲線Ｓ１１に示す正弦波形である場合と、この曲線Ｓ１１よりも振幅の小さい曲線Ｓ１２に示す正弦波形である場合では、各曲線が基準電圧Ｖ１と交わるタイミングが一致せず、Δｔだけゼロクロス点のタイミングがずれてしまう。
【０００６】
このため、交流電圧の送電線に送信信号を重畳する場合には、送電線の電圧降下により交流電圧の振幅が減衰することがあり、この場合には、送信側と受信側でゼロクロス点のタイミングにずれが生じてしまい、交流電圧に重畳した送信信号を高精度に検出することができなくなるという問題が発生していた。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ゼロクロス点を高精度に検出することが可能な交流信号のゼロクロス点検出装置及びこれを用いた信号伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載のゼロクロス点検出装置は、交流信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出装置において、前記交流信号を分圧し且つ平滑化して基準信号を生成する分圧回路と、前記交流信号に応じた参照信号と、前記基準信号とを比較する比較手段と、を有し、前記参照信号が前記基準電圧を下回る点、或いは上回る点の少なくとも一方をゼロクロス点とすることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記分圧回路は、互いに直列接続された少なくとも２個の抵抗、及びこの直列接続に対して並列に接続されるコンデンサからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記参照信号は、前記交流信号自体、または前記交流信号を所定の比率で縮小した信号であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の信号伝送システムは、第１地点から、該第１地点とは離間した第２地点に交流電圧を伝送すると共に、該交流電圧に送信信号を重畳して、前記第１地点、第２地点間の信号伝送を行う信号伝送システムにおいて、前記第１地点及び第２地点のうちの一方の地点には、前記交流電圧を分圧し且つ平滑化して第１基準電圧を生成する第１分圧回路と、前記交流電圧に応じた電圧と前記第１基準電圧とを比較する第１比較手段とを含み、前記交流電圧に応じた信号が前記第１基準電圧を下回る点、或いは上回る点のいずれか一方をゼロクロス点とする第１ゼロクロス点検出回路が設けられ、前記第１地点及び第２地点のうちの他方の地点には、前記第１分圧回路と同一の分圧比で前記交流電圧を分圧し且つ平滑化して第２基準電圧を生成する第２分圧回路と、前記交流電圧に応じた電圧と前記第２基準電圧とを比較する第２比較手段とを含み、前記交流電圧に応じた信号が前記第２基準電圧を下回る点、或いは上回る点のいずれか一方をゼロクロス点とする第２ゼロクロス点検出回路が設けられ、前記一方の地点では、前記第１ゼロクロス点検出回路で検出されるゼロクロス点に同期して前記送信信号を重畳し、前記他方の地点では、前記第２ゼロクロス点検出回路で検出されるゼロクロス点に同期して前記送信信号を検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記第１分圧回路、及び第２分圧回路は、互いに直列接続された少なくとも２個の抵抗、及びこの直列接続に対して並列に接続されるコンデンサからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記交流電圧に応じた電圧は、前記交流電圧の電圧、または前記交流電圧の電圧を所定の分圧比で分圧した電圧であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るゼロクロス点検出装置では、交流信号の振幅が変動した場合でもこれに伴って基準信号が変動するので、ゼロクロス点を高精度に検出することができる。
【００１５】
また、本発明に係る信号伝送システムでは、ゼロクロス点を検出する際に、交流電圧の振幅が変動した場合でも第１基準電圧、及び第２基準電圧が交流電圧の振幅変動に伴って変動するので、高精度なゼロクロス点の検出が可能となる。従って、第１地点にて送信信号を重畳するタイミング、及び第２地点で送信信号を検出するタイミングを高精度に同期させることができ、信号伝送の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る信号伝送システムに設けられるゼロクロス点検出回路を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る信号伝送システムで伝送される各信号の波形図である。
【図４】本発明に係るゼロクロス点検出装置を用いない場合の、ゼロクロス点の変動を示す特性図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るゼロクロス点検出装置を用いた場合の、ゼロクロス点の変動を示す特性図である。
【図６】従来におけるゼロクロス点の検出方法を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る信号伝送システムの構成を示すブロックである。図１に示すように、この信号伝送システムは、例えば、工場に設置されるキュービクル（高圧受変電設備）等に設けられる受電盤１１（第１地点）と、該受電盤１１と送電線３１を介して接続される制御盤２１（第２地点）を備えている。そして、受電盤１１から制御盤２１に、送電線３１を経由して例えばＡＣ１００Ｖの交流電圧（交流信号）を送電することにより、受電盤１１で受電した電力を制御盤２１に供給する。更に、ＰＬＣ通信方式を用いて交流電圧に計装信号等の各種送信信号を重畳することにより、受電盤１１と制御盤２１との間でのデータ伝送を行うことができる。
【００１８】
受電盤１１は、外部より供給される交流電圧を所望の交流電圧に変圧するトランスＴＲ１と、該トランスＴＲ１で変圧された交流電圧を送電線３１に供給すると共に、キュービクル内に搭載される各種の電気機器（図示省略）に駆動用の電力を供給する電源部１２と、電源部１２より出力される交流電圧に対して、ＰＣＬ通信方式により送信信号を重畳すると共に、制御盤２１側より送信される送信信号を受信するＰＬＣ回路１３と、を備えている。
【００１９】
また、制御盤２１は、受電盤１１より送電線３１を経由して伝送された交流電圧を受電して、各種の電気機器（図示省略）に供給する電源部２２と、交流電圧に重畳して伝送された送信信号を受信すると共に、ＰＬＣ通信方式により該交流電圧に送信信号を重畳するＰＬＣ回路２３と、を備えている。
【００２０】
そして、図１に示した受電盤１１及び制御盤２１では、送電線３１を経由して伝送される交流電圧のゼロクロス点を検出し、このゼロクロス点を基準として送信信号の送信タイミングと受信タイミングを同期させている。
【００２１】
以下、制御盤２１に設けられるゼロクロス点検出回路を、図２に示す回路図を参照して説明する。なお、受電盤１１に設けられるゼロクロス点検出回路も同一構成である。また、図２では、受電盤１１より送信される交流電圧を、交流電源Ｅ１で示している。
【００２２】
図２に示すように、このゼロクロス点検出回路（第１，第２ゼロクロス点検出回路）は、交流電源Ｅ１（出力電圧も同一の記号Ｅ１で示す）のプラス側出力端子及びマイナス側出力端子にそれぞれ接続されたダイオードＤ１，Ｄ２を備え、各ダイオードＤ１，Ｄ２のカソードは互いに接続されている。そして、この接続点Ｐ１は、抵抗Ｒ１とＲ２の直列接続回路を介して点Ｐ２に接続されている。
【００２３】
更に、接続点Ｐ１は、ダイオードＤ３のアノードに接続され、該ダイオードＤ３のカソードは２系統に分岐され、１つ目の分岐線は抵抗Ｒ３とＲ４の直列接続回路を介して点Ｐ２に接続され、２つ目の分岐線はコンデンサＣ１を介して点Ｐ２に接続されている。即ち、抵抗Ｒ３とＲ４の直列接続（第１，第２分圧回路）に対して、コンデンサＣ１が並列に接続されている。
【００２４】
また、抵抗Ｒ１とＲ２との接続点Ｐ３は比較器ＣＭＰ１（第１，第２比較手段）のプラス側入力端子に接続され、抵抗Ｒ３とＲ４との接続点Ｐ４は比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子に接続されている。更に、比較器ＣＭＰ１の出力端子は、後段側の回路（図示省略）に接続されている。更に、交流電源Ｅ１のプラス側出力端子、及びマイナス側出力端子はそれぞれ全波整流回路Ｂ１に接続される。従って、該全波整流回路Ｂ１の出力電圧は、正弦波状に変化する交流電圧を全波整流した周期波形となる。
【００２５】
ここで、上述した各抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＞Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）が成立するように設定されている。つまり、抵抗Ｒ２の両端に生じる電圧の方が、抵抗Ｒ４の両端に生じる電圧よりも高くなるように設定されている。また、点Ｐ３に生じる電圧（以下、「参照電圧Ｖref」という）は、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧して得られる電圧であるから、交流電圧Ｅ１と同一周波数の交流電圧となる。つまり、参照電圧Ｖref（参照信号）は、交流電圧Ｅ１を所定の比率で縮小した信号となる。
【００２６】
更に、点Ｐ４に生じる電圧である基準電圧Ｖ１（第１，第２基準電圧）は、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ３とＲ４で分圧して得られる交流電圧をコンデンサＣ１で平滑化するので、交流電圧Ｅ１の振幅に応じて決定されるほぼ一定の電圧となる。
【００２７】
そして、比較器ＣＭＰ１は、参照電圧Ｖrefが基準電圧Ｖ１を上回る場合に、出力信号がＨレベルとなり、参照電圧Ｖrefが基準電圧Ｖ１を下回る場合に、出力信号がＬレベルとなる。従って、タイミング信号は、比較器ＣＭＰ１の出力信号がＨレベルのときＬレベルとなり、比較器ＣＭＰ１の出力信号がＬレベルのときＨレベルとなる。
【００２８】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る信号伝送システムの作用について説明する。図１に示すように、受電盤１１にて受電された交流電圧は、送電線３１を介して制御盤２１に送信され、該制御盤２１に設けられた電源部２２より各電気機器に駆動用の電力が供給される。また、受電盤１１に設けられるＰＬＣ回路１３より送信信号が出力されると、この送信信号は交流電圧に重畳され、制御盤２１に送信される。
【００２９】
この際、受電盤１１のＰＬＣ回路１３では、交流電圧のゼロクロス点に同期して送信信号を重畳し、制御盤２１のＰＬＣ回路２３では、ゼロクロス点に同期して送信信号を検出する。以下、図３に示すタイミングチャートを参照して、受電盤１１側で交流電圧に重畳され、その後、制御盤２１側で検出される送信信号について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、商用周波数５０Ｈｚ、或いは６０Ｈｚの交流電圧Ｅ１（図２参照）が与えられた場合には、この交流電圧Ｅ１は全波整流回路Ｂ１にて全波整流されるので、図３（ｂ）に示す如くの全波整流信号が生成される。
【００３０】
更に、交流電圧Ｅ１がプラス側に振幅している場合には、この交流電圧Ｅ１はダイオードＤ１を経由して、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列接続回路に印加されるので、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した電圧が参照電圧Ｖrefとして比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に供給される。
【００３１】
また、交流電圧Ｅ１は、ダイオードＤ１，Ｄ３を経由して抵抗Ｒ３，Ｒ４の直列接続回路に印加され、且つ、この直列接続回路に対して並列に平滑用のコンデンサＣ１が接続されているので、抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点Ｐ４に発生する基準電圧Ｖ１は、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ３とＲ４で分圧した電圧を平均した電圧となる。つまり、交流電圧Ｅ１の振幅の変動に伴って基準電圧Ｖ１が変動することになる。
【００３２】
そして、比較器ＣＭＰ１の出力信号は、参照電圧Ｖrefが基準電圧Ｖ１を下回っているときにＬレベル、上回っているときにＨレベルとなり、タイミング信号はこれが反転するので、参照電圧Ｖrefが基準電圧Ｖ１を下回っているときにＨレベル、上回っているときにＬレベルとなる。
【００３３】
他方、交流電圧Ｅ１がマイナス側に振幅している場合には、この交流電圧Ｅ１はダイオードＤ２を経由して、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列接続回路に印加されるので、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した電圧が参照電圧Ｖrefとして比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に供給される。また、接続点Ｐ４には、交流電圧Ｅ１の振幅の変動に伴って変動する電圧が発生し、この電圧が基準電圧Ｖ１として比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子に供給される。
【００３４】
そして、上記の場合（プラス側に振幅している場合）と同様に、タイミング信号は、参照電圧Ｖrefが基準電圧Ｖ１を下回っているときにＨレベル、上回っているときにＬレベルとなる。即ち、交流電圧Ｅ１の振幅変動に伴って変動する基準電圧Ｖ１が設定され、更に、交流電圧Ｅ１を分圧して得られる参照電圧Ｖrefが、基準電圧Ｖ１を下回っているときにＨレベル、上回っているときにＬレベルとなるタイミング信号（図３（ｃ）参照）が生成されることになる。
【００３５】
そして、受電盤１１のＰＬＣ回路１３では、上述の処理で検出されたタイミング信号の後縁をゼロクロス点として設定し、このゼロクロス点で区切られる時間帯にて、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調方式により送信信号を生成し、交流電圧に重畳する。
【００３６】
例えば、図３（ｄ）に示すように、周波数３．０ＫＨｚの正弦波信号を「０」とし、３．４ＫＨｚの正弦波信号を「１」とするディジタルの送信信号を重畳する。そして、ＦＳＫ変調方式による送信信号が重畳された交流電圧が制御盤２１に送信されると、制御盤２１のＰＬＣ回路２３は、この交流電圧に基づき、前述した手順と同様の手順でタイミング信号を生成し、このタイミング信号の後縁をゼロクロス点とし、このゼロクロス点のタイミングに同期して、交流電圧に重畳されている送信信号を検出する。その結果、図３（ｅ）に示すように、周波数が３．０ＫＨｚである場合にはこれを「０」として読み取り、周波数が３．４ＫＨｚである場合にはこれを「１」として読み取ることができる。
【００３７】
ここで、受電盤１１から送電線３１を経由して制御盤２１に送信される交流電圧は、送電線３１により電圧降下が発生するので、受電盤１１より送信される交流電圧よりも制御盤２１で受信される交流電圧の方が、振幅が小さくなる。従って、図３（ｃ）に示すタイミング信号を生成するための基準電圧Ｖ１を一定値とすると、前述した図６に示したように、受電盤１１側で検出されるゼロクロス点と、制御盤２１側で検出されるゼロクロス点との間にずれが生じてしまう。このため、交流電圧に送信信号を重畳するタイミングと、交流電圧に重畳されている送信信号を検出するタイミングが一致しなくなる。
【００３８】
本実施形態に係るゼロクロス点検出回路では、図２に示したように、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧した電圧を平滑化し、平滑化後の電圧を基準電圧Ｖ１として設定しているので、電圧降下等に起因して交流電圧Ｅ１の振幅が変動した場合であっても、この振幅の変動に伴って基準電圧Ｖ１が変動するので、振幅変動に影響されない高精度なゼロクロス点の検出が可能となる。
【００３９】
次に、本発明を適用した場合と適用しない場合とで、ゼロクロス点を計測した結果について説明する。図４（ａ），（ｂ）は、本発明を適用しない場合、即ち、図２に示す比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子に、常時一定の基準電圧Ｖ１を供給して、ゼロクロス点を求めた場合の、ゼロクロス点の変化を示すタイミングチャートである。そして、図４（ａ）は交流電圧Ｅ１の振幅が１００Ｖ（実効値）である場合を示し、（ｂ）は交流電圧Ｅ１の振幅が９０Ｖ（実効値）である場合を示している。
【００４０】
図４（ａ）において、曲線Ｓ１は参照電圧Ｖrefの変化を示し、曲線Ｑ１はタイミング信号に同期して変化するパルス信号を示している。図４（ａ）に示すように、交流電圧Ｅ１の振幅が１００Ｖの場合には、参照電圧Ｖrefが０Ｖとなった後、２．５［ｍsec］が経過した後に、該参照電圧Ｖref（Ｓ１）の絶対値が基準電圧Ｖ１の絶対値を上回っている（つまり、Ｓ１がＶ１と交わっている）。また、図４（ｂ）において、曲線Ｓ２は参照電圧Ｖrefの変化を示し、曲線Ｑ２はタイミング信号に同期して変化するパルス信号を示している。そして、図４（ｂ）に示すように、交流電圧Ｅ１の振幅が９０Ｖの場合には、参照電圧Ｖrefが０Ｖとなった後、２．９［ｍsec］が経過した後に、該参照電圧Ｖrefの絶対値が基準電圧Ｖ１の絶対値を上回っている（つまり、Ｓ２がＶ１と交わっている）。
【００４１】
上記のことから、交流電圧Ｅ１の振幅が９０〜１００Ｖの間で変化すると、０．４［ｍsec］だけゼロクロス点のタイミングにずれが生じていることが理解される。
【００４２】
図５（ａ），（ｂ）は、本発明を適用した場合、即ち、図２に示すように、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧し且つ平滑化して生成した基準電圧Ｖ１を、比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子に供給してゼロクロス点を求めた場合の、ゼロクロス点の変化を示すタイミングチャートである。そして、図５（ａ）は交流電圧Ｅ１の振幅が１００Ｖ（実効値）である場合を示し、（ｂ）は交流電圧の振幅が９０Ｖ（実効値）である場合を示している。
【００４３】
図５（ａ）において、曲線Ｓ３は参照電圧Ｖrefの変化を示し、曲線Ｑ３はタイミング信号に同期して変化するパルス信号を示している。図５（ａ）に示すように、交流電圧Ｅ１の振幅が１００Ｖの場合には、参照電圧Ｖrefが０Ｖとなった後、２．５０［ｍsec］が経過した後に、該参照電圧Ｖrefの絶対値が基準電圧Ｖ１の絶対値を上回っている（つまり、Ｓ３がＶ１と交わっている）。また、図５（ｂ）において、曲線Ｓ４は参照電圧Ｖrefの変化を示し、曲線Ｑ４はタイミング信号に同期して変化するパルス信号を示している。図５（ｂ）に示すように、交流電圧Ｅ１の振幅が９０Ｖの場合には、参照電圧Ｖrefが０Ｖとなった後、２．４６［ｍsec］が経過した後に、該参照電圧Ｖrefの絶対値が基準電圧Ｖ１の絶対値を上回っている（つまり、Ｓ４がＶ１と交わっている）。
【００４４】
上記のことから、交流電圧Ｅ１の振幅が９０〜１００Ｖの間で変化すると、０．０４［ｍsec］だけゼロクロス点のタイミングにずれが生じており、ほぼ無視できる程度であることが理解される。
【００４５】
上記の測定結果により、本実施形態に係るゼロクロス点検出装置では、交流電圧の振幅変化の影響をほとんど受けることなく、高精度なゼロクロス点の検出が可能であることが判る。
【００４６】
このようにして、本実施形態に係る信号送信システム及びゼロクロス点検出装置では、受電盤１１側から制御盤２１側に伝送する交流電圧に送信信号を重畳して、受電盤１１と制御盤２１との間の信号伝送を行う場合に、交流電圧を分圧して得られる電圧を基準電圧Ｖ１（比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子に供給する電圧）とするので、電圧降下等に起因して交流電圧Ｅ１の振幅が変動した場合であっても、高精度にゼロクロス点を検出することができ、信号伝送の精度を著しく向上させることができる。
【００４７】
以上、本発明のゼロクロス点検出装置、及び信号伝送システムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００４８】
例えば、上述した実施形態では、交流電圧に重畳する送信信号の変調方式として、ＦＳＫを用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）やその他の変調方式を用いることも可能である。
【００４９】
また、上述した実施形態では、交流電圧を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した電圧を参照電圧Ｖrefとして比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に供給するようにしたが、分圧せずに交流電圧Ｅ１自体を参照電圧Ｖrefとしても良い。
【００５０】
また、上述した実施形態では、ＰＬＣ回路で用いるゼロクロス点検出回路について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他のゼロクロス点の検出に採用することができる。
【００５１】
更に、上述した実施形態では、図３（ｃ）に示したようにタイミング信号の後縁をゼロクロス点としたが、タイミング信号の前縁をゼロクロス点としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、交流信号のゼロクロス点を高精度に検出することに利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１１ 受電盤
１２ 電源部
１３ ＰＬＣ回路
２１ 制御盤
２２ 電源部
２３ ＰＬＣ回路
３１ 送電線
ＴＲ１ トランス
Ｅ１ 交流電源
Ｄ１〜Ｄ３ ダイオード
Ｂ１ 全波整流回路
ＣＭＰ１ 比較器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出装置、及び交流電圧に送信信号を重畳して信号を伝送する信号伝送システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、ＰＬＣ通信（Power Line Communication；電力線搬送通信）では、交流電圧（例えば、ＡＣ１００Ｖ等の商用電源）を伝送する電力線に送信信号を重畳して、互いに離間した地点での信号伝送を行う。また、交流電圧に重畳する信号を送信側と受信側で同期させるために、送信側及び受信側の双方にて交流電圧のゼロクロス点を検出している。即ち、検出したゼロクロス点を用いて送信信号の送信タイミングと受信タイミングを同期させている。
【０００３】
従来におけるゼロクロス点検出回路として、例えば特開平８−１２３５５８号公報（特許文献１）に記載されたものが知られている。このゼロクロス点検出回路では、比較器（コンパレータ）の一方の入力端子に全波整流した交流電圧（以下これを「参照電圧」という）を入力し、他方の入力端子に基準電圧を入力し、これらの比較結果に応じてゼロクロス点を検出する。従って、参照電圧が低下して基準電圧を下回る点、或いは参照電圧が上昇して基準電圧を上回る点がゼロクロス点として検出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１２３５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した特許文献１に開示された従来例は、参照電圧が基準電圧を下回る点或いは上回る点をゼロクロス点として検出するので、参照電圧の振幅が変化した場合には、ゼロクロス点のタイミングがずれてしまうという不具合が生じる。即ち、図６に示すように、交流電圧の波形が、曲線Ｓ１１に示す正弦波形である場合と、この曲線Ｓ１１よりも振幅の小さい曲線Ｓ１２に示す正弦波形である場合では、各曲線が基準電圧Ｖ１と交わるタイミングが一致せず、Δｔだけゼロクロス点のタイミングがずれてしまう。
【０００６】
このため、交流電圧の送電線に送信信号を重畳する場合には、送電線の電圧降下により交流電圧の振幅が減衰することがあり、この場合には、送信側と受信側でゼロクロス点のタイミングにずれが生じてしまい、交流電圧に重畳した送信信号を高精度に検出することができなくなるという問題が発生していた。
【０００７】
本発明は、このような従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、ゼロクロス点を高精度に検出することが可能な交流信号のゼロクロス点検出装置及びこれを用いた信号伝送システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本願請求項１に記載のゼロクロス点検出装置は、交流信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出装置において、前記交流信号を分圧し且つ平滑化して基準信号を生成する分圧回路と、前記交流信号に応じた参照信号と、前記基準信号とを比較する比較手段と、を有し、前記参照信号が前記基準電圧を下回る点、或いは上回る点の少なくとも一方をゼロクロス点とすることを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、前記分圧回路は、互いに直列接続された少なくとも２個の抵抗、及びこの直列接続に対して並列に接続されるコンデンサからなることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記参照信号は、前記交流信号自体、または前記交流信号を所定の比率で縮小した信号であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の信号伝送システムは、第１地点から、該第１地点とは離間した第２地点に交流電圧を伝送すると共に、該交流電圧に送信信号を重畳して、前記第１地点、第２地点間の信号伝送を行う信号伝送システムにおいて、前記第１地点及び第２地点のうちの一方の地点には、前記交流電圧を分圧し且つ平滑化して第１基準電圧を生成する第１分圧回路と、前記交流電圧に応じた電圧と前記第１基準電圧とを比較する第１比較手段とを含み、前記交流電圧に応じた信号が前記第１基準電圧を下回る点、或いは上回る点のいずれか一方をゼロクロス点とする第１ゼロクロス点検出回路が設けられ、前記第１地点及び第２地点のうちの他方の地点には、前記第１分圧回路と同一の分圧比で前記交流電圧を分圧し且つ平滑化して第２基準電圧を生成する第２分圧回路と、前記交流電圧に応じた電圧と前記第２基準電圧とを比較する第２比較手段とを含み、前記交流電圧に応じた信号が前記第２基準電圧を下回る点、或いは上回る点のいずれか一方をゼロクロス点とする第２ゼロクロス点検出回路が設けられ、前記一方の地点では、前記第１ゼロクロス点検出回路で検出されるゼロクロス点に同期して前記送信信号を重畳し、前記他方の地点では、前記第２ゼロクロス点検出回路で検出されるゼロクロス点に同期して前記送信信号を検出することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記第１分圧回路、及び第２分圧回路は、互いに直列接続された少なくとも２個の抵抗、及びこの直列接続に対して並列に接続されるコンデンサからなることを特徴とする。
【００１３】
請求項６に記載の発明は、前記交流電圧に応じた電圧は、前記交流電圧の電圧、または前記交流電圧の電圧を所定の分圧比で分圧した電圧であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係るゼロクロス点検出装置では、交流信号の振幅が変動した場合でもこれに伴って基準信号が変動するので、ゼロクロス点を高精度に検出することができる。
【００１５】
また、本発明に係る信号伝送システムでは、ゼロクロス点を検出する際に、交流電圧の振幅が変動した場合でも第１基準電圧、及び第２基準電圧が交流電圧の振幅変動に伴って変動するので、高精度なゼロクロス点の検出が可能となる。従って、第１地点にて送信信号を重畳するタイミング、及び第２地点で送信信号を検出するタイミングを高精度に同期させることができ、信号伝送の精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態に係る信号伝送システムの構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る信号伝送システムに設けられるゼロクロス点検出回路を示す説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る信号伝送システムで伝送される各信号の波形図である。
【図４】本発明に係るゼロクロス点検出装置を用いない場合の、ゼロクロス点の変動を示す特性図である。
【図５】本発明の一実施形態に係るゼロクロス点検出装置を用いた場合の、ゼロクロス点の変動を示す特性図である。
【図６】従来におけるゼロクロス点の検出方法を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る信号伝送システムの構成を示すブロックである。図１に示すように、この信号伝送システムは、例えば、工場に設置されるキュービクル（高圧受変電設備）等に設けられる受電盤１１（第１地点）と、該受電盤１１と送電線３１を介して接続される制御盤２１（第２地点）を備えている。そして、受電盤１１から制御盤２１に、送電線３１を経由して例えばＡＣ１００Ｖの交流電圧（交流信号）を送電することにより、受電盤１１で受電した電力を制御盤２１に供給する。更に、ＰＬＣ通信方式を用いて交流電圧に計装信号等の各種送信信号を重畳することにより、受電盤１１と制御盤２１との間でのデータ伝送を行うことができる。
【００１８】
受電盤１１は、外部より供給される交流電圧を所望の交流電圧に変圧するトランスＴＲ１と、該トランスＴＲ１で変圧された交流電圧を送電線３１に供給すると共に、キュービクル内に搭載される各種の電気機器（図示省略）に駆動用の電力を供給する電源部１２と、電源部１２より出力される交流電圧に対して、ＰＣＬ通信方式により送信信号を重畳すると共に、制御盤２１側より送信される送信信号を受信するＰＬＣ回路１３と、を備えている。
【００１９】
また、制御盤２１は、受電盤１１より送電線３１を経由して伝送された交流電圧を受電して、各種の電気機器（図示省略）に供給する電源部２２と、交流電圧に重畳して伝送された送信信号を受信すると共に、ＰＬＣ通信方式により該交流電圧に送信信号を重畳するＰＬＣ回路２３と、を備えている。
【００２０】
そして、図１に示した受電盤１１及び制御盤２１では、送電線３１を経由して伝送される交流電圧のゼロクロス点を検出し、このゼロクロス点を基準として送信信号の送信タイミングと受信タイミングを同期させている。
【００２１】
以下、制御盤２１に設けられるゼロクロス点検出回路を、図２に示す回路図を参照して説明する。なお、受電盤１１に設けられるゼロクロス点検出回路も同一構成である。また、図２では、受電盤１１より送信される交流電圧を、交流電源Ｅ１で示している。
【００２２】
図２に示すように、このゼロクロス点検出回路（第１，第２ゼロクロス点検出回路）は、交流電源Ｅ１（出力電圧も同一の記号Ｅ１で示す）のプラス側出力端子及びマイナス側出力端子にそれぞれ接続されたダイオードＤ１，Ｄ２を備え、各ダイオードＤ１，Ｄ２のカソードは互いに接続されている。そして、この接続点Ｐ１は、抵抗Ｒ１とＲ２の直列接続回路を介して点Ｐ２に接続されている。
【００２３】
更に、接続点Ｐ１は、ダイオードＤ３のアノードに接続され、該ダイオードＤ３のカソードは２系統に分岐され、１つ目の分岐線は抵抗Ｒ３とＲ４の直列接続回路を介して点Ｐ２に接続され、２つ目の分岐線はコンデンサＣ１を介して点Ｐ２に接続されている。即ち、抵抗Ｒ３とＲ４の直列接続（第１，第２分圧回路）に対して、コンデンサＣ１が並列に接続されている。
【００２４】
また、抵抗Ｒ１とＲ２との接続点Ｐ３は比較器ＣＭＰ１（第１，第２比較手段）のプラス側入力端子に接続され、抵抗Ｒ３とＲ４との接続点Ｐ４は比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子に接続されている。更に、比較器ＣＭＰ１の出力端子は、後段側の回路（図示省略）に接続されている。更に、交流電源Ｅ１のプラス側出力端子、及びマイナス側出力端子はそれぞれ全波整流回路Ｂ１に接続される。従って、該全波整流回路Ｂ１の出力電圧は、正弦波状に変化する交流電圧を全波整流した周期波形となる。
【００２５】
ここで、上述した各抵抗Ｒ１〜Ｒ４は、Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）＞Ｒ４／（Ｒ３＋Ｒ４）が成立するように設定されている。つまり、抵抗Ｒ２の両端に生じる電圧の方が、抵抗Ｒ４の両端に生じる電圧よりも高くなるように設定されている。また、点Ｐ３に生じる電圧（以下、「参照電圧Ｖref」という）は、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧して得られる電圧であるから、交流電圧Ｅ１と同一周波数の交流電圧となる。つまり、参照電圧Ｖref（参照信号）は、交流電圧Ｅ１を所定の比率で縮小した信号となる。
【００２６】
更に、点Ｐ４に生じる電圧である基準電圧Ｖ１（第１，第２基準電圧）は、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ３とＲ４で分圧して得られる交流電圧をコンデンサＣ１で平滑化するので、交流電圧Ｅ１の振幅に応じて決定されるほぼ一定の電圧となる。
【００２７】
そして、比較器ＣＭＰ１は、参照電圧Ｖrefが基準電圧Ｖ１を上回る場合に、出力信号がＨレベルとなり、参照電圧Ｖrefが基準電圧Ｖ１を下回る場合に、出力信号がＬレベルとなる。従って、タイミング信号は、比較器ＣＭＰ１の出力信号がＨレベルのときＬレベルとなり、比較器ＣＭＰ１の出力信号がＬレベルのときＨレベルとなる。
【００２８】
次に、上述のように構成された本実施形態に係る信号伝送システムの作用について説明する。図１に示すように、受電盤１１にて受電された交流電圧は、送電線３１を介して制御盤２１に送信され、該制御盤２１に設けられた電源部２２より各電気機器に駆動用の電力が供給される。また、受電盤１１に設けられるＰＬＣ回路１３より送信信号が出力されると、この送信信号は交流電圧に重畳され、制御盤２１に送信される。
【００２９】
この際、受電盤１１のＰＬＣ回路１３では、交流電圧のゼロクロス点に同期して送信信号を重畳し、制御盤２１のＰＬＣ回路２３では、ゼロクロス点に同期して送信信号を検出する。以下、図３に示すタイミングチャートを参照して、受電盤１１側で交流電圧に重畳され、その後、制御盤２１側で検出される送信信号について説明する。まず、図３（ａ）に示すように、商用周波数５０Ｈｚ、或いは６０Ｈｚの交流電圧Ｅ１（図２参照）が与えられた場合には、この交流電圧Ｅ１は全波整流回路Ｂ１にて全波整流されるので、図３（ｂ）に示す如くの全波整流信号が生成される。
【００３０】
更に、交流電圧Ｅ１がプラス側に振幅している場合には、この交流電圧Ｅ１はダイオードＤ１を経由して、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列接続回路に印加されるので、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した電圧が参照電圧Ｖrefとして比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に供給される。
【００３１】
また、交流電圧Ｅ１は、ダイオードＤ１，Ｄ３を経由して抵抗Ｒ３，Ｒ４の直列接続回路に印加され、且つ、この直列接続回路に対して並列に平滑用のコンデンサＣ１が接続されているので、抵抗Ｒ３，Ｒ４の接続点Ｐ４に発生する基準電圧Ｖ１は、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ３とＲ４で分圧した電圧を平均した電圧となる。つまり、交流電圧Ｅ１の振幅の変動に伴って基準電圧Ｖ１が変動することになる。
【００３２】
そして、比較器ＣＭＰ１の出力信号は、参照電圧Ｖrefが基準電圧Ｖ１を下回っているときにＬレベル、上回っているときにＨレベルとなり、タイミング信号はこれが反転するので、参照電圧Ｖrefが基準電圧Ｖ１を下回っているときにＨレベル、上回っているときにＬレベルとなる。
【００３３】
他方、交流電圧Ｅ１がマイナス側に振幅している場合には、この交流電圧Ｅ１はダイオードＤ２を経由して、抵抗Ｒ１，Ｒ２の直列接続回路に印加されるので、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ１，Ｒ２で分圧した電圧が参照電圧Ｖrefとして比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に供給される。また、接続点Ｐ４には、交流電圧Ｅ１の振幅の変動に伴って変動する電圧が発生し、この電圧が基準電圧Ｖ１として比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子に供給される。
【００３４】
そして、上記の場合（プラス側に振幅している場合）と同様に、タイミング信号は、参照電圧Ｖrefが基準電圧Ｖ１を下回っているときにＨレベル、上回っているときにＬレベルとなる。即ち、交流電圧Ｅ１の振幅変動に伴って変動する基準電圧Ｖ１が設定され、更に、交流電圧Ｅ１を分圧して得られる参照電圧Ｖrefが、基準電圧Ｖ１を下回っているときにＨレベル、上回っているときにＬレベルとなるタイミング信号（図３（ｃ）参照）が生成されることになる。
【００３５】
そして、受電盤１１のＰＬＣ回路１３では、上述の処理で検出されたタイミング信号の後縁をゼロクロス点として設定し、このゼロクロス点で区切られる時間帯にて、ＦＳＫ（Frequency Shift Keying）変調方式により送信信号を生成し、交流電圧に重畳する。
【００３６】
例えば、図３（ｄ）に示すように、周波数３．０ＫＨｚの正弦波信号を「０」とし、３．４ＫＨｚの正弦波信号を「１」とするディジタルの送信信号を重畳する。そして、ＦＳＫ変調方式による送信信号が重畳された交流電圧が制御盤２１に送信されると、制御盤２１のＰＬＣ回路２３は、この交流電圧に基づき、前述した手順と同様の手順でタイミング信号を生成し、このタイミング信号の後縁をゼロクロス点とし、このゼロクロス点のタイミングに同期して、交流電圧に重畳されている送信信号を検出する。その結果、図３（ｅ）に示すように、周波数が３．０ＫＨｚである場合にはこれを「０」として読み取り、周波数が３．４ＫＨｚである場合にはこれを「１」として読み取ることができる。
【００３７】
ここで、受電盤１１から送電線３１を経由して制御盤２１に送信される交流電圧は、送電線３１により電圧降下が発生するので、受電盤１１より送信される交流電圧よりも制御盤２１で受信される交流電圧の方が、振幅が小さくなる。従って、図３（ｃ）に示すタイミング信号を生成するための基準電圧Ｖ１を一定値とすると、前述した図６に示したように、受電盤１１側で検出されるゼロクロス点と、制御盤２１側で検出されるゼロクロス点との間にずれが生じてしまう。このため、交流電圧に送信信号を重畳するタイミングと、交流電圧に重畳されている送信信号を検出するタイミングが一致しなくなる。
【００３８】
本実施形態に係るゼロクロス点検出回路では、図２に示したように、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧した電圧を平滑化し、平滑化後の電圧を基準電圧Ｖ１として設定しているので、電圧降下等に起因して交流電圧Ｅ１の振幅が変動した場合であっても、この振幅の変動に伴って基準電圧Ｖ１が変動するので、振幅変動に影響されない高精度なゼロクロス点の検出が可能となる。
【００３９】
次に、本発明を適用した場合と適用しない場合とで、ゼロクロス点を計測した結果について説明する。図４（ａ），（ｂ）は、本発明を適用しない場合、即ち、図２に示す比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子に、常時一定の基準電圧Ｖ１を供給して、ゼロクロス点を求めた場合の、ゼロクロス点の変化を示すタイミングチャートである。そして、図４（ａ）は交流電圧Ｅ１の振幅が１００Ｖ（実効値）である場合を示し、（ｂ）は交流電圧Ｅ１の振幅が９０Ｖ（実効値）である場合を示している。
【００４０】
図４（ａ）において、曲線Ｓ１は参照電圧Ｖrefの変化を示し、曲線Ｑ１はタイミング信号に同期して変化するパルス信号を示している。図４（ａ）に示すように、交流電圧Ｅ１の振幅が１００Ｖの場合には、参照電圧Ｖrefが０Ｖとなった後、２．５［ｍsec］が経過した後に、該参照電圧Ｖref（Ｓ１）の絶対値が基準電圧Ｖ１の絶対値を上回っている（つまり、Ｓ１がＶ１と交わっている）。また、図４（ｂ）において、曲線Ｓ２は参照電圧Ｖrefの変化を示し、曲線Ｑ２はタイミング信号に同期して変化するパルス信号を示している。そして、図４（ｂ）に示すように、交流電圧Ｅ１の振幅が９０Ｖの場合には、参照電圧Ｖrefが０Ｖとなった後、２．９［ｍsec］が経過した後に、該参照電圧Ｖrefの絶対値が基準電圧Ｖ１の絶対値を上回っている（つまり、Ｓ２がＶ１と交わっている）。
【００４１】
上記のことから、交流電圧Ｅ１の振幅が９０〜１００Ｖの間で変化すると、０．４［ｍsec］だけゼロクロス点のタイミングにずれが生じていることが理解される。
【００４２】
図５（ａ），（ｂ）は、本発明を適用した場合、即ち、図２に示すように、交流電圧Ｅ１を抵抗Ｒ３，Ｒ４で分圧し且つ平滑化して生成した基準電圧Ｖ１を、比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子に供給してゼロクロス点を求めた場合の、ゼロクロス点の変化を示すタイミングチャートである。そして、図５（ａ）は交流電圧Ｅ１の振幅が１００Ｖ（実効値）である場合を示し、（ｂ）は交流電圧の振幅が９０Ｖ（実効値）である場合を示している。
【００４３】
図５（ａ）において、曲線Ｓ３は参照電圧Ｖrefの変化を示し、曲線Ｑ３はタイミング信号に同期して変化するパルス信号を示している。図５（ａ）に示すように、交流電圧Ｅ１の振幅が１００Ｖの場合には、参照電圧Ｖrefが０Ｖとなった後、２．５０［ｍsec］が経過した後に、該参照電圧Ｖrefの絶対値が基準電圧Ｖ１の絶対値を上回っている（つまり、Ｓ３がＶ１と交わっている）。また、図５（ｂ）において、曲線Ｓ４は参照電圧Ｖrefの変化を示し、曲線Ｑ４はタイミング信号に同期して変化するパルス信号を示している。図５（ｂ）に示すように、交流電圧Ｅ１の振幅が９０Ｖの場合には、参照電圧Ｖrefが０Ｖとなった後、２．４６［ｍsec］が経過した後に、該参照電圧Ｖrefの絶対値が基準電圧Ｖ１の絶対値を上回っている（つまり、Ｓ４がＶ１と交わっている）。
【００４４】
上記のことから、交流電圧Ｅ１の振幅が９０〜１００Ｖの間で変化すると、０．０４［ｍsec］だけゼロクロス点のタイミングにずれが生じており、ほぼ無視できる程度であることが理解される。
【００４５】
上記の測定結果により、本実施形態に係るゼロクロス点検出装置では、交流電圧の振幅変化の影響をほとんど受けることなく、高精度なゼロクロス点の検出が可能であることが判る。
【００４６】
このようにして、本実施形態に係る信号送信システム及びゼロクロス点検出装置では、受電盤１１側から制御盤２１側に伝送する交流電圧に送信信号を重畳して、受電盤１１と制御盤２１との間の信号伝送を行う場合に、交流電圧を分圧して得られる電圧を基準電圧Ｖ１（比較器ＣＭＰ１のマイナス側入力端子に供給する電圧）とするので、電圧降下等に起因して交流電圧Ｅ１の振幅が変動した場合であっても、高精度にゼロクロス点を検出することができ、信号伝送の精度を著しく向上させることができる。
【００４７】
以上、本発明のゼロクロス点検出装置、及び信号伝送システムを図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置き換えることができる。
【００４８】
例えば、上述した実施形態では、交流電圧に重畳する送信信号の変調方式として、ＦＳＫを用いる例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばＡＳＫ（Amplitude Shift Keying）やその他の変調方式を用いることも可能である。
【００４９】
また、上述した実施形態では、交流電圧を抵抗Ｒ１とＲ２で分圧した電圧を参照電圧Ｖrefとして比較器ＣＭＰ１のプラス側入力端子に供給するようにしたが、分圧せずに交流電圧Ｅ１自体を参照電圧Ｖrefとしても良い。
【００５０】
また、上述した実施形態では、ＰＬＣ回路で用いるゼロクロス点検出回路について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、その他のゼロクロス点の検出に採用することができる。
【００５１】
更に、上述した実施形態では、図３（ｃ）に示したようにタイミング信号の後縁をゼロクロス点としたが、タイミング信号の前縁をゼロクロス点としても良い。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、交流信号のゼロクロス点を高精度に検出することに利用することができる。
【符号の説明】
【００５３】
１１ 受電盤
１２ 電源部
１３ ＰＬＣ回路
２１ 制御盤
２２ 電源部
２３ ＰＬＣ回路
３１ 送電線
ＴＲ１ トランス
Ｅ１ 交流電源
Ｄ１〜Ｄ３ ダイオード
Ｂ１ 全波整流回路
ＣＭＰ１ 比較器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出装置において、
前記交流信号を分圧し且つ平滑化して基準信号を生成する分圧回路と、
前記交流信号に応じた参照信号と、前記基準信号とを比較する比較手段と、
を有し、
前記参照信号が前記基準電圧を下回る点、或いは上回る点の少なくとも一方をゼロクロス点とすることを特徴とする交流信号のゼロクロス点検出装置。
【請求項２】
前記分圧回路は、互いに直列接続された少なくとも２個の抵抗、及びこの直列接続に対して並列に接続されるコンデンサからなることを特徴とする請求項１に記載の交流信号のゼロクロス点検出装置。
【請求項３】
前記参照信号は、前記交流信号自体、または前記交流信号を所定の比率で縮小した信号であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の交流信号のゼロクロス点検出装置。
【請求項４】
第１地点から、該第１地点とは離間した第２地点に交流電圧を伝送すると共に、該交流電圧に送信信号を重畳して、前記第１地点、第２地点間の信号伝送を行う信号伝送システムにおいて、
前記第１地点及び第２地点のうちの一方の地点には、
前記交流電圧を分圧し且つ平滑化して第１基準電圧を生成する第１分圧回路と、前記交流電圧に応じた電圧と前記第１基準電圧とを比較する第１比較手段とを含み、前記交流電圧に応じた信号が前記第１基準電圧を下回る点、或いは上回る点のいずれか一方をゼロクロス点とする第１ゼロクロス点検出回路が設けられ、
前記第１地点及び第２地点のうちの他方の地点には、
前記第１分圧回路と同一の分圧比で前記交流電圧を分圧し且つ平滑化して第２基準電圧を生成する第２分圧回路と、前記交流電圧に応じた電圧と前記第２基準電圧とを比較する第２比較手段とを含み、前記交流電圧に応じた信号が前記第２基準電圧を下回る点、或いは上回る点のいずれか一方をゼロクロス点とする第２ゼロクロス点検出回路が設けられ、
前記一方の地点では、前記第１ゼロクロス点検出回路で検出されるゼロクロス点に同期して前記送信信号を重畳し、前記他方の地点では、前記第２ゼロクロス点検出回路で検出されるゼロクロス点に同期して前記送信信号を検出することを特徴とする信号伝送システム。
【請求項５】
前記第１分圧回路、及び第２分圧回路は、互いに直列接続された少なくとも２個の抵抗、及びこの直列接続に対して並列に接続されるコンデンサからなることを特徴とする請求項４に記載の信号伝送システム。
【請求項６】
前記交流電圧に応じた電圧は、前記交流電圧の電圧、または前記交流電圧の電圧を所定の分圧比で分圧した電圧であることを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の信号伝送システム。
【請求項１】
交流信号のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出装置において、
前記交流信号を分圧し且つ平滑化して基準信号を生成する分圧回路と、
前記交流信号に応じた参照信号と、前記基準信号とを比較する比較手段と、
を有し、
前記参照信号が前記基準電圧を下回る点、或いは上回る点の少なくとも一方をゼロクロス点とすることを特徴とする交流信号のゼロクロス点検出装置。
【請求項２】
前記分圧回路は、互いに直列接続された少なくとも２個の抵抗、及びこの直列接続に対して並列に接続されるコンデンサからなることを特徴とする請求項１に記載の交流信号のゼロクロス点検出装置。
【請求項３】
前記参照信号は、前記交流信号自体、または前記交流信号を所定の比率で縮小した信号であることを特徴とする請求項１または請求項２のいずれかに記載の交流信号のゼロクロス点検出装置。
【請求項４】
第１地点から、該第１地点とは離間した第２地点に交流電圧を伝送すると共に、該交流電圧に送信信号を重畳して、前記第１地点、第２地点間の信号伝送を行う信号伝送システムにおいて、
前記第１地点及び第２地点のうちの一方の地点には、
前記交流電圧を分圧し且つ平滑化して第１基準電圧を生成する第１分圧回路と、前記交流電圧に応じた電圧と前記第１基準電圧とを比較する第１比較手段とを含み、前記交流電圧に応じた信号が前記第１基準電圧を下回る点、或いは上回る点のいずれか一方をゼロクロス点とする第１ゼロクロス点検出回路が設けられ、
前記第１地点及び第２地点のうちの他方の地点には、
前記第１分圧回路と同一の分圧比で前記交流電圧を分圧し且つ平滑化して第２基準電圧を生成する第２分圧回路と、前記交流電圧に応じた電圧と前記第２基準電圧とを比較する第２比較手段とを含み、前記交流電圧に応じた信号が前記第２基準電圧を下回る点、或いは上回る点のいずれか一方をゼロクロス点とする第２ゼロクロス点検出回路が設けられ、
前記一方の地点では、前記第１ゼロクロス点検出回路で検出されるゼロクロス点に同期して前記送信信号を重畳し、前記他方の地点では、前記第２ゼロクロス点検出回路で検出されるゼロクロス点に同期して前記送信信号を検出することを特徴とする信号伝送システム。
【請求項５】
前記第１分圧回路、及び第２分圧回路は、互いに直列接続された少なくとも２個の抵抗、及びこの直列接続に対して並列に接続されるコンデンサからなることを特徴とする請求項４に記載の信号伝送システム。
【請求項６】
前記交流電圧に応じた電圧は、前記交流電圧の電圧、または前記交流電圧の電圧を所定の分圧比で分圧した電圧であることを特徴とする請求項４または請求項５のいずれかに記載の信号伝送システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−５０２３（Ｐ２０１２−５０２３Ａ）
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１４０４８０（Ｐ２０１０−１４０４８０）
【出願日】平成２２年６月２１日（２０１０．６．２１）
【出願人】（３９１００９３７２）ミドリ安全株式会社 (201)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月５日（２０１２．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月２１日（２０１０．６．２１）
【出願人】（３９１００９３７２）ミドリ安全株式会社 (201)
【Ｆターム（参考）】
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