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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-11-21
(45)【発行日】2024-11-29
(54)【発明の名称】伝送装置、及び、伝送システム
(51)【国際特許分類】
H04L 25/03 20060101AFI20241122BHJP
H04L 25/02 20060101ALI20241122BHJP
【ＦＩ】
H04L25/03 B
H04L25/02 K
【請求項の数】
7
(21)【出願番号】P 2021089774
(22)【出願日】2021-05-28
(65)【公開番号】P2022182294
(43)【公開日】2022-12-08
【審査請求日】2024-03-06
(73)【特許権者】
【識別番号】000006013
【氏名又は名称】三菱電機株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095407
【弁理士】
【氏名又は名称】木村 満
(74)【代理人】
【識別番号】100131152
【弁理士】
【氏名又は名称】八島 耕司
(74)【代理人】
【識別番号】100147924
【弁理士】
【氏名又は名称】美恵 英樹
(74)【代理人】
【識別番号】100148149
【弁理士】
【氏名又は名称】渡邉 幸男
(74)【代理人】
【識別番号】100181618
【弁理士】
【氏名又は名称】宮脇 良平
(74)【代理人】
【識別番号】100174388
【弁理士】
【氏名又は名称】龍竹 史朗
(72)【発明者】
【氏名】那谷 和輝
(72)【発明者】
【氏名】小泉 吉秋
(72)【発明者】
【氏名】関戸 研司
【審査官】川口 貴裕
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０２０／１６５９３７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００３－３１７１８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－０７７４４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０４Ｌ ２５／０２－２５／６６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
矩形波の送信信号を生成する信号生成手段と、前記信号生成手段が生成した前記矩形波の送信信号を台形波の送信信号に変換する波形変換回路と、
伝送システムのシステム規模が基準規模未満である場合、前記波形変換回路による波形変換動作をオンし、前記システム規模が前記基準規模以上である場合、前記波形変換動作をオフするように、前記波形変換動作のオン／オフを切り替える波形切替回路と、
前記波形切替回路が前記波形変換動作をオンにしている場合、前記台形波の送信信号を通信線に出力し、前記波形切替回路が前記波形変換動作をオフにしている場合、前記矩形波の送信信号を前記通信線に出力する信号出力回路と、を備える、
伝送装置。
【請求項2】
矩形波の送信信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段が生成した前記矩形波の送信信号を台形波の送信信号に変換する波形変換回路と、
前記波形変換回路による波形変換動作のオン／オフを切り替える波形切替回路と、
前記波形切替回路が前記波形変換動作をオンにしている場合、前記台形波の送信信号を通信線に出力し、前記波形切替回路が前記波形変換動作をオフにしている場合、前記矩形波の送信信号を前記通信線に出力する信号出力回路と、
前記通信線を介して前記台形波の送信信号又は前記矩形波の送信信号を受信する受信器に前記通信線を介して電力を供給する電源と、
前記電源から前記通信線に流れる電流の電流値を検出する電流検出回路と、を備え、
前記波形切替回路は、前記電流検出回路が検出した前記電流値が電流閾値未満である場合、前記波形変換動作をオンにし、前記電流値が前記電流閾値以上である場合、前記波形変換動作をオフにし、
システム規模が大きいほど前記電流値が大きくなる伝送システムに設けられる、
伝送装置。
【請求項3】
矩形波の送信信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段が生成した前記矩形波の送信信号を台形波の送信信号に変換する波形変換回路と、
前記波形変換回路による波形変換動作のオン／オフを切り替える波形切替回路と、
前記波形切替回路が前記波形変換動作をオンにしている場合、前記台形波の送信信号を通信線に出力し、前記波形切替回路が前記波形変換動作をオフにしている場合、前記矩形波の送信信号を前記通信線に出力する信号出力回路と、
前記通信線を介して前記台形波の送信信号又は前記矩形波の送信信号を受信する受信器からの応答信号を、前記通信線を介して受信する受信回路と、
前記信号生成手段と前記受信回路が受信した前記応答信号から求められる前記受信器のアドレスを記憶する記憶手段とを備える制御手段と、を備え、
前記波形切替回路は、前記記憶手段に記憶された前記アドレスの個数から特定される前記受信器の個数が個数閾値未満である場合、前記波形変換動作をオンにし、前記受信器の個数が前記個数閾値以上である場合、前記波形変換動作をオフにする、
伝送装置。
【請求項4】
矩形波の送信信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段が生成した前記矩形波の送信信号を台形波の送信信号に変換する波形変換回路と、
前記波形変換回路による波形変換動作のオン／オフを切り替える波形切替回路と、
前記波形切替回路が前記波形変換動作をオンにしている場合、前記台形波の送信信号を通信線に出力し、前記波形切替回路が前記波形変換動作をオフにしている場合、前記矩形波の送信信号を前記通信線に出力する信号出力回路と、
前記通信線を介して前記台形波の送信信号又は前記矩形波の送信信号を受信する受信器からの応答信号を、前記通信線を介して受信する受信回路と、
前記信号生成手段と前記信号生成手段が前記矩形波の送信信号を出力してから前記受信回路が前記応答信号を受信するまでの応答時間を計測する計測手段とを備える制御手段と、を備え、
前記波形切替回路は、前記計測手段が計測した前記応答時間のうち最長の時間が時間閾値未満である場合、前記波形変換動作をオンにし、前記最長の時間が前記時間閾値以上である場合、前記波形変換動作をオフにする、
伝送装置。
【請求項5】
矩形波の送信信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段が生成した前記矩形波の送信信号を台形波の送信信号に変換する波形変換回路と、
前記波形変換回路による波形変換動作のオン／オフを切り替える波形切替回路と、
前記波形切替回路が前記波形変換動作をオンにしている場合、前記台形波の送信信号を通信線に出力し、前記波形切替回路が前記波形変換動作をオフにしている場合、前記矩形波の送信信号を前記通信線に出力する信号出力回路と、を備え、
前記波形切替回路は、前記通信線を介して前記台形波の送信信号又は前記矩形波の送信信号を受信する受信器の個数が個数閾値未満、且つ、伝送装置から前記受信器までの経路長の最大値が長さ閾値未満である場合、前記波形変換動作をオンにし、前記受信器の個数が前記個数閾値以上、又は、前記経路長の最大値が前記長さ閾値以上である場合、前記波形変換動作をオフにする、
伝送装置。
【請求項6】
前記波形切替回路は、前記波形変換動作をオンにする場合、前記波形変換回路が生成する台形波における立ち上がり及び立ち下がりの傾きを調整する、請求項１から５の何れか１項に記載の伝送装置。
【請求項7】
請求項１から５の何れか１項に記載の伝送装置と、前記通信線を介して前記伝送装置から前記台形波の送信信号又は前記矩形波の送信信号を受信する受信器と、を備える、
伝送システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、伝送装置、及び、伝送システムに関する。
【背景技術】
【0002】
伝送装置と複数の受信器とが、矩形波のベースバンド信号を用いて通信線を介して通信する伝送システムが知られている。このような伝送システムとしては、照明コントローラと複数の照明機器とを備える照明システム、空調コントローラと複数の空調機とを備える伝送システム等がある。このような伝送システムでは、接続台数、通信線長等に対応するシステム規模が特定できず、通信線の終端で整合がとれないことがある。なお、接続台数は、伝送装置に接続される受信器の個数であり、通信線長は、伝送装置と受信器とを接続する通信線の長さである。
【0003】
通信線の終端で整合がとれない場合、反射波の影響により矩形波の立ち上がり又は立ち下がり部分でノイズが発生することがある。このようなノイズは、システム規模が小さい程発生し易い。特許文献１には、このようなノイズを低減する技術が記載されている。特許文献１に記載された多重伝送出力回路は、通信に用いる信号の波形を矩形波ではなく台形波にすることで、信号の立ち上がり又は立ち下がり部分でのノイズの発生を低減する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開昭６１－７７４４３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、特許文献１に記載されているように台形波の信号を通信に用いると、信号のレベルの変化が開始されてから信号のレベルの変化が検知されるまでの遅延時間が大きい。このため、システム規模が大きい伝送システムにおいて台形波の信号を用いると、伝送速度の高速化が困難である。一方、システム規模が小さい伝送システムにおいて矩形波の信号を用いると、ノイズの低減が困難である。このため、ノイズの発生しやすさと伝送速度とをシステム規模に応じて適切に調整する技術が望まれている。
【0006】
本開示は、上記問題に鑑みてなされたものであり、ノイズの発生しやすさと伝送速度とをシステム規模に応じて適切に調整する伝送装置、及び、伝送システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
上記目的を達成するために、本開示に係る伝送装置は、
矩形波の送信信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段が生成した前記矩形波の送信信号を台形波の送信信号に変換する波形変換回路と、
伝送システムのシステム規模が基準規模未満である場合、前記波形変換回路による波形変換動作をオンし、前記システム規模が前記基準規模以上である場合、前記波形変換動作をオフするように、前記波形変換動作のオン／オフを切り替える波形切替回路と、
前記波形切替回路が前記波形変換動作をオンにしている場合、前記台形波の送信信号を通信線に出力し、前記波形切替回路が前記波形変換動作をオフにしている場合、前記矩形波の送信信号を前記通信線に出力する信号出力回路と、を備える。
矩形波の送信信号を生成する信号生成手段と、
前記信号生成手段が生成した前記矩形波の送信信号を台形波の送信信号に変換する波形変換回路と、
伝送システムのシステム規模が基準規模未満である場合、前記波形変換回路による波形変換動作をオンし、前記システム規模が前記基準規模以上である場合、前記波形変換動作をオフするように、前記波形変換動作のオン／オフを切り替える波形切替回路と、
前記波形切替回路が前記波形変換動作をオンにしている場合、前記台形波の送信信号を通信線に出力し、前記波形切替回路が前記波形変換動作をオフにしている場合、前記矩形波の送信信号を前記通信線に出力する信号出力回路と、を備える。
【発明の効果】
【0008】
本開示では、波形変換動作がオンにされている場合、台形波の送信信号が通信線に出力され、波形変換動作がオフにされている場合、矩形波の送信信号が通信線に出力される。従って、本開示によれば、ノイズの発生しやすさと伝送速度とをシステム規模に応じて適切に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】実施の形態１に係る伝送システムの構成図
【図2】実施の形態１に係る送信器の回路図
【図3】実施の形態１に係る制御部の構成図
【図4】波形変換がないときの各部の電圧波形を示す図
【図5】波形変換があるときの各部の電圧波形を示す図
【図6】矩形波を送信した時の遅延時間の説明図
【図7】台形波を送信した時の遅延時間の説明図
【図8】実施の形態２に係る送信器の回路図
【図9】実施の形態３に係る送信器の回路図
【図10】実施の形態４に係る送信器の回路図
【図11】実施の形態５に係る送信器の回路図
【図12】実施の形態５に係る制御部の機能構成図
【図13】実施の形態６に係る送信器の回路図
【図14】実施の形態６に係る制御部の機能構成図
【図15】実施の形態６に係る制御部が実行する波形切替処理を示すフローチャート
【図16】実施の形態７に係る制御部の機能構成図
【図17】実施の形態７に係る制御部が実行する波形切替処理を示すフローチャート
【図18】実施の形態８に係る制御部の機能構成図
【図19】実施の形態８に係る制御部が実行する波形切替処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一又は相当部分には同一符号を付す。
【0011】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１に係る伝送システム１０００の構成を示す図である。伝送システム１０００は、伝送装置である送信器１００から受信器である受信器２００にデータを伝送するシステムである。伝送システム１０００は、送信器１００と、受信器２００Ａと、受信器２００Ｂと、受信器２００Ｃと、受信器２００Ｄと、中継器３００とを備える。なお、受信器２００は、受信器２００Ａと受信器２００Ｂと受信器２００Ｃと受信器２００Ｄとの総称である。送信器１００と４つの受信器２００とは、適宜、中継器３００を介して、２本の通信線４００により相互に接続される。
図１は、実施の形態１に係る伝送システム１０００の構成を示す図である。伝送システム１０００は、伝送装置である送信器１００から受信器である受信器２００にデータを伝送するシステムである。伝送システム１０００は、送信器１００と、受信器２００Ａと、受信器２００Ｂと、受信器２００Ｃと、受信器２００Ｄと、中継器３００とを備える。なお、受信器２００は、受信器２００Ａと受信器２００Ｂと受信器２００Ｃと受信器２００Ｄとの総称である。送信器１００と４つの受信器２００とは、適宜、中継器３００を介して、２本の通信線４００により相互に接続される。
【0012】
送信器１００と受信器２００Ａとは、通信線４００ＡＡと通信線４００ＢＡとにより接続される。受信器２００Ａと受信器２００Ｂとは、通信線４００ＡＢと通信線４００ＢＢとにより接続される。受信器２００Ｂと中継器３００とは、通信線４００ＡＣと通信線４００ＢＣとにより接続される。中継器３００と受信器２００Ｃとは、通信線４００ＡＤと通信線４００ＢＤとにより接続される。受信器２００Ｃと受信器２００Ｄとは、通信線４００ＡＥと通信線４００ＢＥとにより接続される。通信線４００ＡＡと通信線４００ＡＢと通信線４００ＡＣと通信線４００ＡＤとを直列にしたものを、適宜、通信線４００Ａという。通信線４００ＢＡと通信線４００ＢＢと通信線４００ＢＣと通信線４００ＢＤとを直列にしたものを、適宜、通信線４００Ｂという。通信線４００Ａと通信線４００Ｂとを総称して、適宜、通信線４００という。
【0013】
送信器１００は、通信線４００を介して受信器２００にデータを送信し、通信線４００を介して受信器２００に電力を供給する。送信器１００が受信器２００にデータを送信するための信号を送信信号という。送信器１００が受信器２００にデータを送信する方法は、適宜、調整することができる。本実施の形態では、送信器１００は、通信線４００Ａと通信線４００Ｂとの間に印加する電圧の極性を切り替えることにより、受信器２００にデータを送信する。送信器１００が受信器２００に電力を供給する方法は、適宜、調整することができる。本実施の形態では、送信器１００は、通信線４００Ａと通信線４００Ｂとの間に電圧を印加することにより、受信器２００に電力を供給する。送信器１００は、伝送装置の一例である。
【0014】
受信器２００は、通信線４００を介して送信器１００からデータを受信し、通信線４００を介して送信器１００から電力の供給を受ける。受信器２００は、例えば、通信線４００Ａと通信線４００Ｂとの間に印加された電圧の極性を監視し、この極性の変化のパターンから送信器１００が送信したデータを取得する。受信器２００は、例えば、通信線４００Ａと通信線４００Ｂとの間に印加された電圧を整流し、整流に得られた直流電圧から電源電圧を生成する。受信器２００は、受信器の一例である。
【0015】
中継器３００は、送信器１００から受信器２００へのデータの伝送及び電力の供給を中継する。中継器３００は、通信線４００Ａと通信線４００Ｂとの間に印加された電圧の低下を抑制するリピータ機能を有する。中継器３００は、通信線４００を介して一次側の装置から供給された電圧を、通信線４００を介して二次側の装置に供給する。本実施の形態では、一次側の装置は受信器２００Ｂであり、二次側の装置は受信器２００Ｃである。伝送システム１０００が備える中継器３００の個数は、伝送システム１０００のシステム規模が大きいほど多いことが好適である。システム規模は、例えば、送信器１００に接続される受信器２００の個数である接続台数、又は、送信器１００と受信器２００とを接続する通信線４００の長さである通信線長により規定される。本実施の形態では、中継器３００は１個であるが、中継器３００は２個以上でもよいし、中継器３００がなくてもよい。
【0016】
次に、図２に示す送信器１００の回路図を参照して、送信器１００の構成について説明する。なお、回路図では、理解を容易にするため、同一の端子について、別の場所に重複して表示することがある。送信器１００は、制御部１０と、送信回路２０と、直流電源１２０とを備える。
【0017】
制御部１０は、送信器１００全体の動作を制御する。制御部１０は、送信回路２０を用いてデータを送信する。制御部１０は、矩形波の送信信号を生成し、送信端子である端子５から出力する。制御部１０は、例えば、ＩＣ（Integrated Circuit）である。図３に示すように、制御部１０は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、フラッシュメモリ１２と、ＲＴＣ（Real Time Clock）１３と、Ｉ／Ｏ（Input/Output）ポート１４と、Ａ／Ｄ（Analog/Digital）変換器１５とを備える。
【0018】
ＣＰＵ１１は、制御部１０全体の動作を制御する。ＣＰＵ１１は、中央処理装置、中央演算装置、プロセッサ、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等とも呼び、制御部１０の制御に係る処理及び演算を実行する中央演算処理部として機能する。ＣＰＵ１１は、例えば、フラッシュメモリ１２に記憶された動作プログラムに従って動作する。フラッシュメモリ１２は、制御部１０の処理に関わる各種のプログラム及びデータを記憶する不揮発性の半導体メモリである。ＲＴＣ１３は、例えば、計時機能を有する集積回路である。なお、ＣＰＵ１１は、ＲＴＣ１３から読み出される時刻情報から現在日時を特定可能である。
【0019】
Ｉ／Ｏポート１４は、デジタルデータの入出力が可能なデジタルインターフェースである。Ｉ／Ｏポート１４は、１つの端子に０か１を選択して出力する出力回路と、１つの端子の電圧に応じて０か１かを判別して情報を読み取る入力回路とを備える。ＣＰＵ１１及びＩ／Ｏポート１４は、信号生成手段の一例である。例えば、１は５Ｖで表現され、０は０Ｖで表現される。Ａ／Ｄ変換器１５は、標本化と量子化と符号化とを実行して、アナログ信号をデジタル信号に変換する。制御部１０は、制御手段の一例である。
【0020】
送信回路２０は、制御部１０から出力された送信信号を変換して、端子１３５と端子１３６との間に印加する回路である。送信回路２０は、直流電源１２０が生成する電源電圧であるＶ１により駆動する。端子１３５は通信線４００Ａに接続される端子である。端子１３６は通信線４００Ｂに接続される端子である。送信回路２０は、論理回路３０と、波形変換回路４０と、駆動回路８０と、波形変換回路１４０と、駆動回路１８０とを備える。
【0021】
論理回路３０は、制御部１０から出力された送信信号に応じた信号を各端子に出力する回路である。論理回路３０は、送信信号の非反転信号を端子１３１と端子１３４とに出力する。論理回路３０は、送信信号の反転信号を端子１３２と端子１３３とに出力する。非反転信号は、送信信号の論理レベルと同一の論理レベルを有する信号である。反転信号は、送信信号の論理レベルと反対の論理レベルを有する信号である。論理回路３０は、インバータ３１とインバータ３２とインバータ３３とインバータ３４とインバータ３５とインバータ３６とを備える。インバータ３１とインバータ３２とインバータ３３とインバータ３４とインバータ３５とインバータ３６とは、ＮＯＴゲートであり、入力された電圧の論理レベルを反転させて出力する。
【0022】
波形変換回路４０は、端子１３１と端子１３４とから出力された非反転信号を台形波に変換する回路である。波形変換回路４０は、ＮＰＮ（Negative Positive Negative）トランジスタ４１と、ＰＮＰ（Positive Negative Positive）トランジスタ４２と、抵抗４３と、抵抗４４と、ダイオード４５と、ダイオード４６と、波形切替回路５０と、定電流回路６０と、定電流回路７０とを備える。波形変換回路４０は、波形変換回路の一例である。
【0023】
波形切替回路５０は、波形変換回路４０が出力する波形を、矩形波と台形波との間で切り替える回路である。波形切替回路５０は、定電流回路６０と定電流回路７０とによるキャパシタ５２への充放電動作のオン／オフを切り替える。波形切替回路５０は、スイッチ５１と、キャパシタ５２とを備える。スイッチ５１の一端は、キャパシタ５２を介して接地される。スイッチ５１の他端は、ダイオード４５を介して、定電流回路６０が備えるＰＮＰトランジスタ６１のコレクタに接続される。また、スイッチ５１の他端は、ダイオード４６を介して、定電流回路７０が備えるＮＰＮトランジスタ７１のコレクタに接続される。スイッチ５１は、例えば、ディップスイッチに代表される機械的スイッチである。施工者は、システム規模に応じて、スイッチ５１のオン／オフを手動で切り替える。波形切替回路５０は、波形切替回路の一例である。
【0024】
定電流回路６０は、端子１３１に接続されたゲートと接地されたエミッタとを有するＮＰＮトランジスタ４１がオンすると、キャパシタ５２を一定の電流値で充電する。定電流回路６０は、この充電動作により、波形変換回路４０が駆動回路８０に出力する信号の立ち上がりを直線的に変化させる。定電流回路６０は、ＰＮＰトランジスタ６１と、抵抗６２と、ダイオード６３と、ダイオード６４とを備える。ＰＮＰトランジスタ６１のエミッタは、抵抗６２を介して、Ｖ１の電源電圧が印加された電源端子１２１に接続される。ＰＮＰトランジスタ６１のベースは、ダイオード６３とダイオード６４とを介して電源端子１２１に接続される。また、ＰＮＰトランジスタ６１のベースは、抵抗４３を介して、ＮＰＮトランジスタ４１のコレクタに接続される。
【0025】
定電流回路７０は、端子１３４に接続されたゲートとＶ２の電源電圧が印加された電源端子１２２に接続されたエミッタとを有するＰＮＰトランジスタ４２がオンすると、キャパシタ５２に一定の電流値で放電させる。定電流回路７０は、この放電動作により、波形変換回路４０が駆動回路８０に出力する信号の立ち下がりを直線的に変化させる。定電流回路７０は、ＮＰＮトランジスタ７１と、抵抗７２と、ダイオード７３と、ダイオード７４とを備える。ＮＰＮトランジスタ７１のエミッタは、抵抗６２を介して、接地される。ＮＰＮトランジスタ７１のベースは、ダイオード７３とダイオード７４とを介して接地される。また、ＮＰＮトランジスタ７１のベースは、抵抗４４を介して、ＰＮＰトランジスタ４２のコレクタに接続される。
【0026】
駆動回路８０は、波形変換回路４０の出力により駆動し、正相波形を端子１３５に出力する回路である。駆動回路８０は、ＮＰＮトランジスタ８１と、ＮＰＮトランジスタ８２とを備える。ＮＰＮトランジスタ８１のエミッタとＮＰＮトランジスタ８２のエミッタとは、端子１３５に接続される。ＮＰＮトランジスタ８１のコレクタは、電源端子１２１に接続される。ＮＰＮトランジスタ８２のコレクタは、接地される。ＮＰＮトランジスタ８１のベースは、ＰＮＰトランジスタ６１のコレクタに接続される。ＮＰＮトランジスタ８２のベースは、ＮＰＮトランジスタ７１のコレクタに接続される。駆動回路８０は、信号出力回路の一例である。
【0027】
波形変換回路１４０は、端子１３２と端子１３３とから出力された反転信号を台形波に変換する回路である。波形変換回路１４０は、ＮＰＮトランジスタ１４１と、ＰＮＰトランジスタ１４２と、抵抗１４３と、抵抗１４４と、ダイオード１４５と、ダイオード１４６と、波形切替回路１５０と、定電流回路１６０と、定電流回路１７０とを備える。波形変換回路１４０は、波形変換回路の一例である。
【0028】
波形切替回路１５０は、波形変換回路１４０が出力する波形を、矩形波と台形波との間で切り替える回路である。波形切替回路１５０は、定電流回路１６０と定電流回路１７０によるキャパシタ１５２への充放電動作のオン／オフを切り替える。波形切替回路１５０は、スイッチ１５１と、キャパシタ１５２とを備える。スイッチ１５１の一端は、キャパシタ１５２を介して接地される。スイッチ１５１の他端は、ダイオード１４５を介して、定電流回路１６０が備えるＰＮＰトランジスタ１６１のコレクタに接続される。また、スイッチ１５１の他端は、ダイオード１４６を介して、定電流回路１７０が備えるＮＰＮトランジスタ１７１のコレクタに接続される。スイッチ１５１は、例えば、ディップスイッチに代表される機械的スイッチである。施工者は、システム規模に応じて、スイッチ１５１のオン／オフを手動で切り替える。波形切替回路１５０は、波形切替回路の一例である。
【0029】
定電流回路１６０は、端子１３３に接続されたゲートと接地されたエミッタとを有するＮＰＮトランジスタ１４１がオンすると、キャパシタ１５２を一定の電流値で充電する。定電流回路１６０は、この充電動作により、波形変換回路１４０が駆動回路１８０に出力する信号の立ち上がりを直線的に変化させる。定電流回路１６０は、ＰＮＰトランジスタ１６１と、抵抗１６２と、ダイオード１６３と、ダイオード１６４とを備える。ＰＮＰトランジスタ１６１のエミッタは、抵抗１６２を介して、Ｖ１の電源電圧が印加された電源端子１２１に接続される。ＰＮＰトランジスタ１６１のベースは、ダイオード１６３とダイオード１６４とを介して電源端子１２１に接続される。また、ＰＮＰトランジスタ１６１のベースは、抵抗１４３を介して、ＮＰＮトランジスタ１４１のコレクタに接続される。
【0030】
定電流回路１７０は、端子１３２に接続されたゲートとＶ２の電源電圧が印加された電源端子１２２に接続されたエミッタとを有するＰＮＰトランジスタ１４２がオンすると、キャパシタ１５２に一定の電流値で放電させる。定電流回路１７０は、この放電動作により、波形変換回路１４０が駆動回路１８０に出力する信号の立ち下がりを直線的に変化させる。定電流回路１７０は、ＮＰＮトランジスタ１７１と、抵抗１７２と、ダイオード１７３と、ダイオード１７４とを備える。ＮＰＮトランジスタ１７１のエミッタは、抵抗１６２を介して、接地される。ＮＰＮトランジスタ１７１のベースは、ダイオード１７３とダイオード１７４とを介して接地される。また、ＮＰＮトランジスタ１７１のベースは、抵抗１４４を介して、ＰＮＰトランジスタ１４２のコレクタに接続される。
【0031】
駆動回路１８０は、波形変換回路１４０の出力により駆動し、逆相波形を端子１３５に出力する回路である。駆動回路１８０は、ＮＰＮトランジスタ１８１と、ＮＰＮトランジスタ１８２とを備える。ＮＰＮトランジスタ１８１のエミッタとＮＰＮトランジスタ１８２のエミッタとは、端子１３６に接続される。ＮＰＮトランジスタ１８１のコレクタは、電源端子１２１に接続される。ＮＰＮトランジスタ１８２のコレクタは、接地される。ＮＰＮトランジスタ１８１のベースは、ＰＮＰトランジスタ１６１のコレクタに接続される。ＮＰＮトランジスタ１８２のベースは、ＮＰＮトランジスタ１７１のコレクタに接続される。駆動回路１８０は、信号出力回路の一例である。
【0032】
直流電源１２０は、送信回路２０に直流の電源電圧を供給する。また、直流電源１２０は、通信線４００を介して台形波の送信信号又は矩形波の送信信号を受信する受信器２００に通信線４００を介して電力を供給する。直流電源１２０が生成する直流電圧はＶ１である。直流電源１２０の一端は電源端子１２１に接続され、直流電源１２０の他端は接地される。直流電源１２０は、電源の一例である。
【0033】
次に、送信器１００の動作について説明する。制御部１０は、受信器２００に向けた送信データに基づいて、端子５から送信信号を出力する。以下、端子５のことを、適宜、ＴＸ端子という。ＴＸ端子から出力された送信信号は、論理回路３０に供給される。論理回路３０は、端子１３１と端子１３４とから送信信号の非反転信号を出力し、端子１３２と端子１３３とから送信信号の反転信号を出力する。本実施の形態では、送信信号、非反転信号及び反転信号の電圧は、直流電源１２０の電源電圧であるＶ１よりも低い電源電圧であるＶ２である。
【0034】
以下、図４を参照して、波形変換回路４０による波形変換動作がオフであるときの波形変換回路４０の動作について説明する。なお、波形変換動作は、波形切替回路５０が備えるスイッチ５１がオンしているときにオンにされ、スイッチ５１がオフしているときにオフにされる。
【0035】
ＴＸ端子、端子１３１、端子１３２、端子１３３及び端子１３４では、Ｈレベルは＋Ｖ２であり、Ｌレベルは０Ｖである。Ｇ１端子、Ｇ２端子、Ｇ３端子、Ｇ４端子では、Ｈレベルは＋Ｖ１であり、Ｌレベルは０Ｖである。Ｇ１端子は、ＮＰＮトランジスタ８１のゲートに接続された端子である。Ｇ２端子は、ＮＰＮトランジスタ１８２のゲートに接続された端子である。Ｇ３端子は、ＮＰＮトランジスタ１８１のゲートに接続された端子である。Ｇ４端子は、ＮＰＮトランジスタ８２のゲートに接続された端子である。
【0036】
ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになると、端子１３１の電位はＨレベルになり、定電流回路６０がオンする。スイッチ５１がオフであるため、定電流回路６０がオンすると、Ｇ１端子の電位は、瞬時にＨレベルに固定される。ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになると、端子１３２はＬレベルになり、定電流回路１７０がオンする。スイッチ１５１がオフであるため、定電流回路１７０がオンすると、Ｇ２端子の電位は瞬時にＬレベルに固定される。
【0037】
ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになると、端子１３３の電位はＬレベルになり、定電流回路６０がオフする。スイッチ１５１がオフであるため、定電流回路１６０がオフすると、Ｇ３端子の電位は、瞬時にＬレベルに固定される。ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになると、端子１３４はＨレベルになり、定電流回路７０がオフする。スイッチ５１がオフであるため、定電流回路７０がオフすると、Ｇ４端子の電位は瞬時にＨレベルに固定される。
【0038】
このように、ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになると、駆動回路８０のＮＰＮトランジスタ８１と駆動回路１８０のＮＰＮトランジスタ１８２とが瞬時にオンし、駆動回路１８０のＰＮＰトランジスタ１８１と駆動回路８０のＮＰＮトランジスタ８２とが瞬時にオフする。このため、通信線４００Ａと通信線４００Ｂとの間の線間電圧が瞬時に＋Ｖ１となり、正相の矩形波信号が出力される。なお、上記線間電圧は、端子１３５と端子１３６との間の電位差に対応する電圧であり、通信線４００Ａの電位が通信線４００Ｂの電位よりも高いときに正の値となる電圧である。
【0039】
送信回路２０は、ＴＸ端子の出力信号がＬレベルになるとき、ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになるときとは逆の動作を実行する。つまり、駆動回路１８０のＮＰＮトランジスタ１８１と駆動回路８０のＮＰＮトランジスタ８２とが瞬時にオンし、駆動回路８０のＮＰＮトランジスタ８１と駆動回路１８０のＮＰＮトランジスタ１８２とが瞬時にオフする。このため、線間電圧が－Ｖ１となり、逆相の矩形波信号が出力される。このように、波形変換回路４０による波形変換動作がオフである場合、端子１３５と端子１３６との間には矩形波の交流波形が出力される。
【0040】
次に、図５を参照して、波形変換回路４０による波形変換動作がオンであるときの波形変換回路４０の動作について説明する。
【0041】
ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになると、端子１３１の電位はＨレベルになり、定電流回路６０がオンする。スイッチ５１がオンであるため、定電流回路６０がオンすると、キャパシタ５２への充電が開始され、Ｇ１端子の電位は、＋Ｖ１に向けて直線的に上昇する。ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになると、端子１３２の電位はＬレベルになり、定電流回路１７０がオンする。スイッチ１５１がオンであるため、定電流回路１７０がオンすると、キャパシタ１５２からの放電が開始され、Ｇ２端子の電位は、０Ｖに向けて直線的に下降する。
【0042】
ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになると、端子１３３の電位はＬレベルになり、定電流回路１６０がオフする。スイッチ１５１がオンであるため、定電流回路１６０がオフすると、キャパシタ５２からの放電が開始され、Ｇ３端子の電位は、０Ｖに向けて直線的に下降する。ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになると、端子１３４の電位はＨレベルになり、定電流回路７０がオフする。スイッチ５１がオンであるため、定電流回路７０がオフすると、キャパシタ５２への充電が開始され、Ｇ４端子の電位は、＋Ｖ１に向けて直線的に上昇する。
【0043】
このように、ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになると、駆動回路８０のＮＰＮトランジスタ８１と駆動回路１８０のＮＰＮトランジスタ１８２とが徐々にオンし、駆動回路１８０のＮＰＮトランジスタ１８１と駆動回路８０のＮＰＮトランジスタ８２とが徐々にオフする。通信線４００Ａと通信線４００Ｂとの間の線間電圧が直線的に増加して＋Ｖ１となるため、正相の台形波信号が出力される。
【0044】
送信回路２０は、ＴＸ端子の出力信号がＬレベルになるとき、ＴＸ端子の出力信号がＨレベルになるときとは逆の動作を実行する。つまり、駆動回路１８０のＮＰＮトランジスタ１８１と駆動回路８０のＮＰＮトランジスタ８２とが徐々にオンし、駆動回路８０のＮＰＮトランジスタ８１と駆動回路１８０のＮＰＮトランジスタ１８２とが徐々にオフする。通信線４００Ａと通信線４００Ｂとの間の線間電圧が直線的に減少して－Ｖ１となるため、逆相の台形波信号が出力される。このように、波形変換回路４０による波形変換動作がオフである場合、端子１３５と端子１３６との間には台形波の交流波形が出力される。
【0045】
【0046】
図６に、送信器１００が送信した矩形波の送信信号の電圧波形である送信矩形波と、受信器２００が受信した矩形波の送信信号の電圧波形である受信矩形波とを示す。図６に示すように、基本的に、送信矩形波と受信矩形波とは、ＬレベルとＨレベルとの間で瞬時に電圧が変化する電圧波形である。送信器１００が送信した送信信号は、基本的に、送信器１００が送信信号を送信してからＴｄ１が経過した後に、受信器２００において観測される。Ｔｄ１は、通信線長に応じた時間であり、送信信号が通信線４００を伝播するのに要する時間である。通信線長は、送信器１００と受信器２００とを接続する通信線４００の長さであり、送信器１００から受信器２００までの経路長である。
【0047】
送信矩形波における立ち上がりの時刻をｔ３１、送信矩形波における立ち下がりの時刻をｔ３２、受信矩形波における立ち上がりの時刻をｔ３３、受信矩形波における立ち下がりの時刻をｔ３４とする。ｔ３１とｔ３３との差分と、ｔ３２とｔ３４との差分とはＴｄ１である。受信器２００が電圧レベルを判定するための電圧閾値をＶｔｈとし、ＶｔｈはＨレベルの電圧とＬレベルの電圧との中間の電圧とする。矩形波の場合、電圧の立ち上がり又は立ち下がりに時間を要しない。従って、送信器１００が矩形波の送信信号を送信する場合、送信器１００が送信信号を送信してから受信器２００が送信信号を受信するまでの遅延時間は、基本的にＴｄ１だけである。送信器１００が矩形波の送信信号を送信する場合、遅延時間が短いため伝送速度の向上が期待できる。
【0048】
但し、矩形波は、台形波と比較すると、高調波成分が大きい。従って、通信線４００の終端で整合がとれない場合、反射波の影響により矩形波の立ち上がり又は立ち下がり部分でノイズが発生しやすい。このノイズは、受信器２００が備える受信回路における誤検出、受信回路の故障等を引き起こす可能性があるため、なるべく発生しないことが望ましい。このノイズは、受信器２００のインピーダンス、通信線４００の損失等に依存する。具体的には、このノイズは、受信器２００の接続台数が少なく、通信線長が短い場合に発生しやすい。つまり、このノイズは、システム規模が小さい程発生しやすい。図６には、受信矩形波の立ち上がり部分であるｔ３３の付近と受信矩形波の立ち下がり部分であるｔ３４の付近とにノイズが発生している様子を示す。
【0049】
図７に、送信器１００が送信した台形波の送信信号の電圧波形である送信台形波と、受信器２００が受信した台形波の送信信号の電圧波形である受信台形波とを示す。図７に示すように、基本的に、送信台形波と受信台形波とは、ＬレベルとＨレベルとの間での電圧変化に時間を要する電圧波形である。つまり、送信台形波と受信台形波とにおいては、立ち上がり部分において一定の傾斜角で電圧が立ち上がり、立ち下がり部分において一定の傾斜角で電圧が立ち下がる。図７では、この傾斜角をθで示している。この傾斜角は、ｔ３１からｔ３５までの時間であるＴｄ２に対するＬレベルの電圧からＨレベルの電圧までの電圧であるＶｓの割合である傾きに対応する。
【0050】
送信台形波における立ち上がりの開始時刻をｔ３１、送信台形波における立ち下がりの開始時刻をｔ３２、受信台形波における立ち上がりの開始時刻をｔ３３、受信台形波における立ち下がりの開始時刻をｔ３４、送信台形波における立ち上がりの終了時刻をｔ３５、送信台形波における立ち下がりの終了時刻をｔ３６、受信台形波における立ち上がりの終了時刻をｔ３７、受信台形波における立ち下がりの終了時刻をｔ３８、受信台形波における立ち上がり時の電圧がＶｔｈとなる時刻をｔ４１、受信台形波における立ち下がり時の電圧がＶｔｈとなる時刻をｔ４２とする。ｔ３１とｔ３３との差分と、ｔ３２とｔ３４との差分とはＴｄ１である。ｔ３３とｔ４１との差分と、ｔ３４とｔ４２との差分とはＴｄ３である。ｔ３１とｔ４１との差分と、ｔ３２とｔ４２との差分とはＴｄ４である。
【0051】
台形波の場合、電圧の立ち上がり又は立ち下がりにＴｄ２の時間を要する。従って、台形波の場合、電圧の立ち上がりが開始されてから電圧がＶｔｈを超えるまでにＴｄ３を要し、電圧の立ち下がりが開始されてから電圧がＶｔｈ以下になるまでにＴｄ３を要する。ＶｔｈがＨレベルの電圧とＬレベルの電圧との中間の電圧である場合、Ｔｄ３はＴｄ２の半分である。従って、送信器１００が台形波の送信信号を送信する場合、送信器１００が送信信号を送信してから受信器２００が送信信号を受信するまでの遅延時間は、Ｔｄ１にＴｄ３を加えたＴｄ４である。従って、送信器１００が台形波の送信信号を送信する場合、遅延時間が長いため伝送速度を向上させることが困難である。
【0052】
システム規模が大きい場合、送信器１００と受信器２００との間に中継器３００が設けられる。中継器３００は、一次側の機器からの信号を受信し、受信した信号を二次側の機器に送信する中継機能を有する。従って、中継器３００が存在する場合、中継器３００においても少なくともＴｄ３の遅延が発生する。このため、中継器３００の個数分だけＴｄ３が累積し、遅延時間が増大する。また、受信器２００が中継器３００と同様に中継機能を有する場合、中間に配置された受信器２００においても少なくともＴｄ３の遅延が発生する。この場合、末端の受信器２００では、中継機能を有する受信器２００又は中継器３００の個数分だけ遅延時間が長くなる。遅延時間が長いほど、伝送速度が低下する。従って、伝送システム１０００のシステム規模が大きいほど、遅延時間が長く、伝送速度が低下する。
【0053】
但し、台形波は、矩形波と比較すると、高調波成分が小さい。従って、通信線４００の終端で整合がとれない場合においても、矩形波の立ち上がり又は立ち下がり部分でノイズが発生しにくい。
【0054】
以上説明したように、送信信号として矩形波の送信信号を用いると、ノイズが発生しやすいが、伝送速度の向上が期待できる。これに対して、送信信号として台形波の送信信号を用いると、ノイズが発生しにくいが、伝送速度の向上が困難である。また、システム規模が小さい場合、ノイズの発生が問題になりやすいが、伝送速度の低下が問題になりにくい。これに対して、システム規模が大きい場合、ノイズの発生が問題になりにくいが、伝送速度の低下が問題になりやすい。
【0055】
そこで、システム規模が小さい場合、送信信号として台形波の送信信号を用い、システム規模が大きい場合、送信信号として矩形波の送信信号を用いることが好適である。つまり、施工者は、システム規模が小さい場合に、スイッチ５１とスイッチ１５１とをオンにして、波形変換回路４０による波形変換動作をオンすることが好適である。また、施工者は、システム規模が大きい場合に、スイッチ５１とスイッチ１５１とをオフにして、波形変換回路４０による波形変換動作をオフすることが好適である。
【0056】
以上説明したように、制御部１０は、送信信号を生成する。波形変換回路４０と波形変換回路１４０とは、制御部１０が生成した矩形波の送信信号を台形波の送信信号に変換する。波形切替回路５０が波形変換回路４０による波形変換動作のオン／オフを切り替え、波形切替回路１５０が波形変換回路１４０による波形変換動作のオン／オフを切り替える。駆動回路８０は、波形切替回路５０が波形変換回路４０による波形変換動作をオンにしている場合、台形波の送信信号を通信線４００に出力する。駆動回路８０は、波形切替回路５０が波形変換回路４０による波形変換動作をオフにしている場合、矩形波の送信信号を通信線４００に出力する。駆動回路１８０は、波形切替回路１５０が波形変換回路１４０による波形変換動作をオンにしている場合、台形波の送信信号を通信線４００に出力する。駆動回路１８０は、波形切替回路１５０が波形変換回路１４０による波形変換動作をオフにしている場合、矩形波の送信信号を通信線４００に出力する。
【0057】
本実施の形態では、波形変換動作がオンにされている場合、台形波の送信信号が通信線に出力され、波形変換動作がオフにされている場合、矩形波の送信信号が通信線に出力される。従って、本実施の形態によれば、ノイズの発生しやすさと伝送速度とをシステム規模に応じて適切に調整することができる。
【0058】
例えば、システム規模が小さく、反射波の影響が大きい伝送システム１０００であっても、台形波の送信信号を通信線４００に出力することができるため、ノイズの抑制が可能である。また、例えば、システムの規模が大きく、中継器３００が必要とされる伝送システム１０００であっても、矩形波の送信信号を通信線４００に出力することができるため、伝送速度を高くすることが可能である。
【0059】
（実施の形態２）
実施の形態１では、台形波における立ち上がり及び立ち下がりの傾きが一定である例について説明した。実施の形態２では、この傾きが調整可能な例について説明する。図８に示すように、実施の形態２に係る送信器１００Ａは、送信回路２０に代えて送信回路２０Ａを備える点において実施の形態１に係る送信器１００と異なる。送信回路２０Ａは、波形変換回路４０に代えて波形変換回路４０Ａを備え、波形変換回路１４０に代えて波形変換回路１４０Ａを備える点において送信回路２０と異なる。波形変換回路４０Ａは、波形切替回路５０に代えて波形切替回路５０Ａを備える点において波形変換回路４０と異なる。波形変換回路１４０Ａは、波形切替回路１５０に代えて波形切替回路１５０Ａを備える点において波形変換回路１４０と異なる。なお、実施の形態１と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
実施の形態１では、台形波における立ち上がり及び立ち下がりの傾きが一定である例について説明した。実施の形態２では、この傾きが調整可能な例について説明する。図８に示すように、実施の形態２に係る送信器１００Ａは、送信回路２０に代えて送信回路２０Ａを備える点において実施の形態１に係る送信器１００と異なる。送信回路２０Ａは、波形変換回路４０に代えて波形変換回路４０Ａを備え、波形変換回路１４０に代えて波形変換回路１４０Ａを備える点において送信回路２０と異なる。波形変換回路４０Ａは、波形切替回路５０に代えて波形切替回路５０Ａを備える点において波形変換回路４０と異なる。波形変換回路１４０Ａは、波形切替回路１５０に代えて波形切替回路１５０Ａを備える点において波形変換回路１４０と異なる。なお、実施の形態１と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
【0060】
波形切替回路５０Ａは、波形変換回路４０Ａにおける波形変換動作をオンにする場合、波形変換回路４０Ａが生成する台形波における立ち上がり及び立ち下がりの傾きを調整する。波形切替回路５０Ａは、スイッチ５１と、キャパシタ５２と、スイッチ５３と、キャパシタ５４と、スイッチ５５と、キャパシタ５６とを備える。スイッチ５１の一端は、キャパシタ５２を介して接地される。スイッチ５３の一端は、キャパシタ５４を介して接地される。スイッチ５５の一端は、キャパシタ５６を介して接地される。スイッチ５１の他端とスイッチ５３の他端とスイッチ５５の他端とは、ダイオード４５を介してＰＮＰトランジスタ６１のコレクタに接続され、ダイオード４６を介してＮＰＮトランジスタ７１のコレクタに接続される。
【0061】
スイッチ５１とスイッチ５３とスイッチ５５とは、例えば、ディップスイッチに代表される機械的スイッチである。キャパシタ５２は第１の容量値を有し、キャパシタ５４は第１の容量値よりも小さい第２の容量値を有し、キャパシタ５６は第２の容量値よりも小さい第３の容量値を有する。定電流回路６０と定電流回路７０とに接続されるキャパシタの容量値が大きいほど、台形波の傾きは小さく、台形波の電圧はなだらかに変化する。台形波の傾きが小さいほど、ノイズが発生しにくく、遅延時間が長い。台形波の傾きが大きいほど、ノイズが発生しやすく、遅延時間が短い。従って、施工者は、システム規模が小さいほど台形波の傾きが小さくなるように、スイッチ５１、スイッチ５３及びスイッチ５５のオン／オフを手動で切り替える。
【0062】
例えば、施工者は、送信器１００に接続された受信器２００の接続台数が第１の台数閾値未満である場合、スイッチ５１をオンし、接続台数が第１の台数閾値以上且つ第２の台数閾値未満である場合、スイッチ５３をオンし、接続台数が第２の台数閾値以上且つ第３の台数閾値未満である場合、スイッチ５５をオンし、接続台数が第３の台数閾値以上である場合、スイッチ５１、スイッチ５３及びスイッチ５５をオフにする。
【0063】
又は、例えば、施工者は、通信線４００の通信線長が第１の長さ閾値未満である場合、スイッチ５１をオンし、通信線長が第１の長さ閾値以上且つ第２の長さ閾値未満である場合、スイッチ５３をオンし、通信線長が第２の長さ閾値以上且つ第３の長さ閾値未満である場合、スイッチ５５をオンし、通信線長が第３の長さ閾値以上である場合、スイッチ５１、スイッチ５３及びスイッチ５５をオフにする。
【0064】
波形切替回路１５０Ａは、基本的に、波形切替回路５０Ａと同様の構成及び機能を有する。波形切替回路１５０Ａは、波形変換回路１４０Ａにおける波形変換動作をオンにする場合、波形変換回路１４０Ａが生成する台形波における立ち上がり及び立ち下がりの傾きを調整する。波形切替回路１５０Ａは、スイッチ１５１と、キャパシタ１５２と、スイッチ１５３と、キャパシタ１５４と、スイッチ１５５と、キャパシタ１５６とを備える。スイッチ１５１の一端は、キャパシタ１５２を介して接地される。スイッチ１５３の一端は、キャパシタ１５４を介して接地される。スイッチ１５５の一端は、キャパシタ１５６を介して接地される。スイッチ１５１の他端とスイッチ１５３の他端とスイッチ１５５の他端とは、ダイオード１４５を介してＰＮＰトランジスタ１６１のコレクタに接続され、ダイオード１４６を介してＮＰＮトランジスタ１７１のコレクタに接続される。
【0065】
スイッチ１５１とスイッチ１５３とスイッチ１５５とは、例えば、ディップスイッチに代表される機械的スイッチである。キャパシタ１５２は第１の容量値を有し、キャパシタ１５４は第１の容量値よりも小さい第２の容量値を有し、キャパシタ１５６は第２の容量値よりも小さい第３の容量値を有する。定電流回路１６０と定電流回路１７０とに接続されるキャパシタの容量値が大きいほど、台形波の傾きは小さく、台形波の電圧はなだらかに変化する。施工者は、システム規模が小さいほど台形波の傾きが小さくなるように、スイッチ１５１、スイッチ１５３及びスイッチ１５５のオン／オフを手動で切り替える。
【0066】
本実施の形態では、台形波を採用する場合において、台形波の傾きが多段階で調整される。従って、本実施の形態によれば、ノイズの発生しやすさと伝送速度とをシステム規模に応じて更に適切に調整することができる。
【0067】
（実施の形態３）
実施の形態２では、台形波における立ち上がり及び立ち下がりの傾きをキャパシタの選択により調整する例について説明した。実施の形態３では、この傾きを可変抵抗の抵抗値の調整により調整する例について説明する。図９に示すように、実施の形態３に係る送信器１００Ｂは、送信回路２０Ａに代えて送信回路２０Ｂを備える点において実施の形態２に係る送信器１００Ａと異なる。送信回路２０Ｂは、波形変換回路４０Ａに代えて波形変換回路４０Ｂを備え、波形変換回路１４０Ａに代えて波形変換回路１４０Ｂを備える点において送信回路２０Ａと異なる。波形変換回路４０Ｂは、波形切替回路５０Ａに代えて波形切替回路５０Ｂを備える点において波形変換回路４０Ａと異なる。波形変換回路１４０Ｂは、波形切替回路１５０Ａに代えて波形切替回路１５０Ｂを備える点において波形変換回路１４０Ａと異なる。なお、実施の形態１，２と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
実施の形態２では、台形波における立ち上がり及び立ち下がりの傾きをキャパシタの選択により調整する例について説明した。実施の形態３では、この傾きを可変抵抗の抵抗値の調整により調整する例について説明する。図９に示すように、実施の形態３に係る送信器１００Ｂは、送信回路２０Ａに代えて送信回路２０Ｂを備える点において実施の形態２に係る送信器１００Ａと異なる。送信回路２０Ｂは、波形変換回路４０Ａに代えて波形変換回路４０Ｂを備え、波形変換回路１４０Ａに代えて波形変換回路１４０Ｂを備える点において送信回路２０Ａと異なる。波形変換回路４０Ｂは、波形切替回路５０Ａに代えて波形切替回路５０Ｂを備える点において波形変換回路４０Ａと異なる。波形変換回路１４０Ｂは、波形切替回路１５０Ａに代えて波形切替回路１５０Ｂを備える点において波形変換回路１４０Ａと異なる。なお、実施の形態１，２と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
【0068】
波形切替回路５０Ｂは、波形変換回路４０Ｂにおける波形変換動作をオンにする場合、波形変換回路４０Ｂが生成する台形波における立ち上がり及び立ち下がりの傾きを調整する。波形切替回路５０Ｂは、スイッチ５１と、キャパシタ５２と、可変抵抗５７とを備える。スイッチ５１の一端は、キャパシタ５２と可変抵抗５７とを介して接地される。スイッチ５１の他端は、ダイオード４５を介してＰＮＰトランジスタ６１のコレクタに接続され、ダイオード４６を介してＮＰＮトランジスタ７１のコレクタに接続される。
【0069】
可変抵抗５７は、手動で抵抗値を調整可能な抵抗器である。可変抵抗５７の抵抗値は、例えば、第１の抵抗値と、第１の抵抗値よりも小さい第２の抵抗値と、第２の抵抗値よりも小さい第３の抵抗値との３段階で可変である。可変抵抗５７の抵抗値が大きいほど、台形波の傾きは小さく、台形波の電圧はなだらかに変化する。施工者は、システム規模が小さいほど台形波の傾きが小さくなるように、可変抵抗５７の抵抗値と、スイッチ５１のオン／オフとを手動で切り替える。
【0070】
例えば、施工者は、送信器１００に接続された受信器２００の接続台数が第１の台数閾値未満である場合、スイッチ５１をオンし、可変抵抗５７の抵抗値を第１の抵抗値にする。施工者は、接続台数が第１の台数閾値以上且つ第２の台数閾値未満である場合、スイッチ５１をオンし、可変抵抗５７の抵抗値を第２の抵抗値にする。施工者は、接続台数が第２の台数閾値以上且つ第３の台数閾値未満である場合、スイッチ５１をオンし、可変抵抗５７の抵抗値を第３の抵抗値にする。施工者は、接続台数が第３の台数閾値以上である場合、スイッチ５１をオフにする。
【0071】
又は、例えば、施工者は、通信線４００の通信線長が第１の長さ閾値未満である場合、スイッチ５１をオンし、可変抵抗５７の抵抗値を第１の抵抗値にする。施工者は、通信線長が第１の長さ閾値以上且つ第２の長さ閾値未満である場合、スイッチ５１をオンし、可変抵抗５７の抵抗値を第２の抵抗値にする。施工者は、通信線長が第２の長さ閾値以上且つ第３の長さ閾値未満である場合、スイッチ５１をオンし、可変抵抗５７の抵抗値を第３の抵抗値にする。施工者は、通信線長が第３の長さ閾値以上である場合、スイッチ５１をオフにする。
【0072】
波形切替回路１５０Ｂは、基本的に、波形切替回路５０Ｂと同様の構成及び機能を有する。波形切替回路１５０Ｂは、波形変換回路１４０Ｂにおける波形変換動作をオンにする場合、波形変換回路１４０Ｂが生成する台形波における立ち上がり及び立ち下がりの傾きを調整する。波形切替回路１５０Ｂは、スイッチ１５１と、キャパシタ１５２と、可変抵抗１５７とを備える。スイッチ１５１の一端は、キャパシタ１５２と可変抵抗１５７とを介して接地される。スイッチ１５１の他端は、ダイオード１４５を介してＰＮＰトランジスタ１６１のコレクタに接続され、ダイオード１４６を介してＮＰＮトランジスタ１７１のコレクタに接続される。
【0073】
可変抵抗１５７は、手動で抵抗値を調整可能な抵抗器である。可変抵抗１５７の抵抗値は、例えば、第１の抵抗値と、第１の抵抗値よりも小さい第２の抵抗値と、第２の抵抗値よりも小さい第３の抵抗値との３段階で可変である。可変抵抗１５７の抵抗値が大きいほど、台形波の傾きは小さく、台形波の電圧はなだらかに変化する。施工者は、システム規模が小さいほど台形波の傾きが小さくなるように、可変抵抗１５７の抵抗値と、スイッチ１５１のオン／オフとを手動で切り替える。
【0074】
本実施の形態では、台形波を採用する場合において、台形波の傾きが多段階で調整される。従って、本実施の形態によれば、ノイズの発生しやすさと伝送速度とをシステム規模に応じて更に適切に調整することができる。
【0075】
（実施の形態４）
実施の形態１では、施工者がシステム規模に応じて手動で波形変換動作をオン／オフする例について説明した。実施の形態４では、送信器１００Ｃがシステム規模に応じて自動で波形変換動作をオン／オフする例について説明する。図１０に示すように、実施の形態４に係る送信器１００Ｃは、送信回路２０に代えて送信回路２０Ｃを備え、電流検出回路１９０を備える点において実施の形態１に係る送信器１００と異なる。送信回路２０Ｃは、波形変換回路４０に代えて波形変換回路４０Ｃを備え、波形変換回路１４０に代えて波形変換回路１４０Ｃを備える点において送信回路２０と異なる。波形変換回路４０Ｃは、波形切替回路５０に代えて波形切替回路５０Ｃを備える点において波形変換回路４０と異なる。波形変換回路１４０Ｃは、波形切替回路１５０に代えて波形切替回路１５０Ｃを備える点において波形変換回路１４０と異なる。なお、実施の形態１－３と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
実施の形態１では、施工者がシステム規模に応じて手動で波形変換動作をオン／オフする例について説明した。実施の形態４では、送信器１００Ｃがシステム規模に応じて自動で波形変換動作をオン／オフする例について説明する。図１０に示すように、実施の形態４に係る送信器１００Ｃは、送信回路２０に代えて送信回路２０Ｃを備え、電流検出回路１９０を備える点において実施の形態１に係る送信器１００と異なる。送信回路２０Ｃは、波形変換回路４０に代えて波形変換回路４０Ｃを備え、波形変換回路１４０に代えて波形変換回路１４０Ｃを備える点において送信回路２０と異なる。波形変換回路４０Ｃは、波形切替回路５０に代えて波形切替回路５０Ｃを備える点において波形変換回路４０と異なる。波形変換回路１４０Ｃは、波形切替回路１５０に代えて波形切替回路１５０Ｃを備える点において波形変換回路１４０と異なる。なお、実施の形態１－３と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
【0076】
電流検出回路１９０は、直流電源１２０から通信線４００に流れる電流の電流値を検出する。電流検出回路１９０は、抵抗１９１と、電流検出器１９２と、抵抗１９３と、直流電源１９４と、比較器１９５とを備える。抵抗１９１の一端は、電源端子１２１と接続され、抵抗１９１の他端は、ＮＰＮトランジスタ８１のコレクタとＮＰＮトランジスタ１８１のコレクタとに接続される。電流検出器１９２の２つの入力端子は、それぞれ抵抗１９１の両端に接続される。電流検出器１９２の出力端子は、抵抗１９３の一端と比較器１９５の－端子とに接続される。抵抗１９３の他端は接地される。直流電源１９４の電源端子は、比較器１９５の＋端子に接続される。直流電源１９４の接地端子は接地される。比較器１９５の出力端子は端子１３７に接続される。電流検出回路１９０は、電流検出回路の一例である。
【0077】
抵抗１９１は、直流電源１２０から端子１３５又は端子１３６に流れる電流を検出するための検出抵抗である。電流検出器１９２は、抵抗１９１の両端間に生じる電圧に応じた電流値を表す電流を出力する。抵抗１９３は、電流検出器１９２から出力された電流を電圧に変換するための抵抗である。直流電源１９４は、基準電圧を生成する電源である。比較器１９５は、抵抗１９３の両端間の電圧を基準電圧と比較し、抵抗１９３の両端間の電圧が基準電圧未満である場合に、端子１３７にＨレベルのデジタル信号を出力する。
【0078】
波形切替回路５０Ｃは、電流検出回路１９０が検出した電流値が電流閾値未満である場合、波形変換動作をオンにし、この電流値が電流閾値以上である場合、波形変換動作をオフにする。波形切替回路５０Ｃは、キャパシタ５２と、スイッチ５８とを備える。スイッチ５８の一端は、キャパシタ５２を介して接地される。スイッチ５８の他端は、ダイオード４５を介してＰＮＰトランジスタ６１のコレクタに接続され、ダイオード４６を介してＮＰＮトランジスタ７１のコレクタに接続される。
【0079】
スイッチ５８は、端子１３７に接続された制御端子を有する半導体スイッチである。スイッチ５８は、制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されているときにオンし、制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されていないときにオフする。つまり、波形切替回路５０Ｃは、直流電源１２０から通信線４００に流れる電流の電流値が電流閾値未満である場合に波形変換動作をオンにし、この電流値が電流閾値以上である場合に波形変換動作をオフにする。この電流値は、システム規模が大きいほど大きい。例えば、この電流値は、接続台数が大きいほど大きい。
【0080】
波形切替回路１５０Ｃは、電流検出回路１９０が検出した電流値が電流閾値未満である場合、波形変換動作をオンにし、この電流値が電流閾値以上である場合、波形変換動作をオフにする。波形切替回路１５０Ｃは、キャパシタ１５２と、スイッチ１５８とを備える。スイッチ１５８の一端は、キャパシタ１５２を介して接地される。スイッチ１５８の他端は、ダイオード１４５を介してＰＮＰトランジスタ１６１のコレクタに接続され、ダイオード１４６を介してＮＰＮトランジスタ１７１のコレクタに接続される。
【0081】
スイッチ１５８は、端子１３７に接続された制御端子を有する半導体スイッチである。スイッチ１５８は、制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されているときにオンし、制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されていないときにオフする。つまり、波形切替回路１５０Ｃは、直流電源１２０から通信線４００に流れる電流の電流値が電流閾値未満である場合に波形変換動作をオンにし、この電流値が電流閾値以上である場合に波形変換動作をオフにする。
【0082】
本実施の形態では、直流電源１２０から通信線４００に流れる電流の電流値に応じて、自動で波形変換動作のオン／オフが制御される。従って、本実施の形態によれば、ノイズの発生しやすさと伝送速度とをシステム規模に応じて自動で適切に調整することができる。
【0083】
（実施の形態５）
実施の形態４では、波形変換動作のオン／オフを制御するデジタル信号を電流検出回路１９０が生成する例について説明した。実施の形態５では、波形変換動作のオン／オフを制御するデジタル信号を制御部１０Ｄが生成する例について説明する。図１１に示すように、実施の形態５に係る送信器１００Ｄは、電流検出回路１９０に代えて電流検出回路１９０Ｄを備える点において実施の形態４に係る送信器１００Ｃと異なる。なお、実施の形態１－４と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
実施の形態４では、波形変換動作のオン／オフを制御するデジタル信号を電流検出回路１９０が生成する例について説明した。実施の形態５では、波形変換動作のオン／オフを制御するデジタル信号を制御部１０Ｄが生成する例について説明する。図１１に示すように、実施の形態５に係る送信器１００Ｄは、電流検出回路１９０に代えて電流検出回路１９０Ｄを備える点において実施の形態４に係る送信器１００Ｃと異なる。なお、実施の形態１－４と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
【0084】
電流検出回路１９０Ｄは、直流電源１２０から通信線４００に流れる電流の電流値を検出する。電流検出回路１９０Ｄは、抵抗１９１と、電流検出器１９２と、抵抗１９３とを備える。抵抗１９１の一端は、電源端子１２１と接続され、抵抗１９１の他端は、ＮＰＮトランジスタ８１のコレクタとＮＰＮトランジスタ１８１のコレクタとに接続される。電流検出器１９２の２つの入力端子は、それぞれ抵抗１９１の両端に接続される。電流検出器１９２の出力端子は、抵抗１９３の一端と制御部１０Ｄが備える端子６とに接続される。抵抗１９３の他端は接地される。
【0085】
制御部１０Ｄは、端子５と端子６と端子７とを備える。端子６は、アナログ信号を入力する端子である。端子７は、デジタル信号を出力する端子である。以下、適宜、端子５をＴＸ端子といい、端子６をＡＤ端子といい、端子７をＩＯ端子という。制御部１０Ｄは、ＡＤ端子に供給されたアナログ信号の電圧値が基準電圧未満である場合に、端子１３７に接続された端子７からＨレベルのデジタル信号を出力する。
【0086】
以下、図１２を参照して、制御部１０Ｄの機能的な構成について説明する。制御部１０Ｄは、機能的には、記憶部１０１と、データ送信部１０２と、アナログ入力部１０３と、変換判別部１０４と、デジタル出力部１０５とを備える。
【0087】
記憶部１０１は、制御部１０Ｄの処理に関わる各種のプログラム及びデータを記憶する。記憶部１０１は、例えば、各種の閾値を記憶する。例えば、フラッシュメモリ１２の機能により、記憶部１０１の機能が実現される。記憶部１０１は、記憶手段の一例である。データ送信部１０２は、ＴＸ端子からデータを送信する。データ送信部１０２は、矩形波の送信信号を生成し、ＴＸ端子から送信信号を出力する。例えば、ＣＰＵ１１が、フラッシュメモリ１２に記憶されたプログラムを実行して、Ｉ／Ｏポート１４を制御することにより、データ送信部１０２の機能が実現される。
【0088】
アナログ入力部１０３は、ＡＤ端子に供給されたアナログの電圧信号をデジタルデータに変換する。例えば、Ａ／Ｄ変換器１５の機能によりアナログ入力部１０３の機能が実現される。変換判別部１０４は、波形変換動作を実行するか否かを判別する。変換判別部１０４は、アナログ入力部１０３に供給された電圧値が電圧閾値未満である場合に波形変換動作を実行すると判別し、この電圧値が電圧閾値以上である場合に波形変換動作を実行しないと判別する。ＣＰＵ１１が、フラッシュメモリ１２に記憶されたプログラムを実行することにより、変換判別部１０４の機能が実現される。
【0089】
デジタル出力部１０５は、変換判別部１０４による判別結果に応じてＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力する。デジタル出力部１０５は、波形変換動作を実行すると判別された場合、ＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力する。デジタル出力部１０５は、波形変換動作を実行しないと判別された場合、ＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力しない。例えば、ＣＰＵ１１が、フラッシュメモリ１２に記憶されたプログラムを実行して、Ｉ／Ｏポート１４を制御することにより、デジタル出力部１０５の機能が実現される。
【0090】
波形切替回路５０Ｃは、直流電源１２０から通信線４００に流れる電流の電流値が電流閾値未満であり、スイッチ５８の制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されているときに波形変換動作をオンにする。波形切替回路５０Ｃは、直流電源１２０から通信線４００に流れる電流の電流値が電流閾値以上であり、スイッチ５８の制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されていないときに波形変換動作をオフにする。波形切替回路１５０Ｃの動作は、波形切替回路５０Ｃの動作と同様である。
【0091】
本実施の形態では、直流電源１２０から通信線４００に流れる電流の電流値に応じて、自動で波形変換動作のオン／オフが制御される。従って、本実施の形態によれば、ノイズの発生しやすさと伝送速度とをシステム規模に応じて自動で適切に調整することができる。
【0092】
（実施の形態６）
実施の形態４，５では、直流電源１２０から通信線４００に流れる電流の電流値からシステム規模を判別する例について説明した。実施の形態６では、データ通信により特定される受信器２００の個数からシステム規模を判別する例について説明する。図１３に示すように、実施の形態６に係る送信器１００Ｅは、電流検出回路１９０に代えて受信回路２１０を備える点と、抵抗２０１を備える点とにおいて実施の形態４に係る送信器１００Ｃと異なる。なお、実施の形態１－５と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
実施の形態４，５では、直流電源１２０から通信線４００に流れる電流の電流値からシステム規模を判別する例について説明した。実施の形態６では、データ通信により特定される受信器２００の個数からシステム規模を判別する例について説明する。図１３に示すように、実施の形態６に係る送信器１００Ｅは、電流検出回路１９０に代えて受信回路２１０を備える点と、抵抗２０１を備える点とにおいて実施の形態４に係る送信器１００Ｃと異なる。なお、実施の形態１－５と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
【0093】
抵抗２０１は、端子１３５又は端子１３６から接地端子に流れる電流を電圧に変換するための抵抗である。抵抗２０１は、ＮＰＮトランジスタ８２のコレクタとＮＰＮトランジスタ１８２のコレクタとに接続された端子１３８と接地端子との間に接続される。
【0094】
受信回路２１０は、通信線４００を介して台形波の送信信号又は矩形波の送信信号を受信する受信器２００からの応答信号を、通信線４００を介して受信する。なお、受信器２００は、通信線４００Ａと通信線４００Ｂとの間を小さい抵抗値を有する負荷で短絡することにより、応答信号を電流で送信する。受信回路２１０は、キャパシタ２１１と、直流電源２１２と、比較器２１３とを備える。キャパシタ２１１の一端は端子１３８と接続され、キャパシタ２１１の他端は比較器２１３の＋端子に接続される。直流電源２１２の電源端子は比較器２１３の－端子に接続され、直流電源２１２の接地端子は接地される。比較器２１３の出力端子は、制御部１０Ｅが備える端子８に接続される。
【0095】
キャパシタ２１１は、抵抗２０１の両端間の電圧変化から受信信号を抽出するためのキャパシタである。直流電源２１２は、基準電圧を生成する電源である。比較器２１３は、キャパシタ２１１により抽出された受信信号の電圧を基準電圧と比較する。比較器２１３は、受信信号の電圧が基準電圧以上である場合に、制御部１０Ｅが備える端子８にＨレベルのデジタル信号を出力する。受信回路２１０は、受信回路の一例である。
【0096】
制御部１０Ｅは、端子５と端子７と端子８とを備える。端子８は、応答信号を受信する端子である。以下、適宜、端子８をＲＸ端子という。制御部１０Ｅは、応答信号から求められる受信器２００のアドレスの個数が個数閾値未満である場合に、端子１３７に接続された端子７からＨレベルのデジタル信号を出力する。
【0097】
以下、図１４を参照して、制御部１０Ｅの機能的な構成について説明する。制御部１０Ｅは、機能的には、記憶部１０１と、データ送信部１０２と、変換判別部１０４と、デジタル出力部１０５と、データ変換部１０６と、アドレス抽出部１０７とを備える。
【0098】
データ変換部１０６は、受信した応答信号を受信データに変換する。データ変換部１０６は、ＲＸ端子に供給されたデジタル信号をデジタルデータに変換する。例えば、ＣＰＵ１１が、フラッシュメモリ１２に記憶されたプログラムを実行して、Ｉ／Ｏポート１４を監視することにより、データ変換部１０６の機能が実現される。
【0099】
アドレス抽出部１０７は、データ変換部１０６が変換したデータから受信器２００のアドレスを抽出する。例えば、ＣＰＵ１１が、フラッシュメモリ１２に記憶されたプログラムを実行することにより、アドレス抽出部１０７の機能が実現される。記憶部１０１は、アドレス抽出部１０７が抽出した受信器２００のアドレスを記憶する。
【0100】
変換判別部１０４は、波形変換動作を実行するか否かを判別する。変換判別部１０４は、記憶部１０１に記憶された受信器２００のアドレスの個数が個数閾値未満である場合に波形変換動作を実行すると判別し、このアドレスの個数が個数閾値以上である場合に波形変換動作を実行しないと判別する。
【0101】
デジタル出力部１０５は、変換判別部１０４による判別結果に応じてＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力する。デジタル出力部１０５は、波形変換動作を実行すると判別された場合、ＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力する。デジタル出力部１０５は、波形変換動作を実行しないと判別された場合、ＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力しない。
【0102】
波形切替回路５０Ｃは、記憶部１０１に記憶された受信器２００の個数が個数閾値未満であり、スイッチ５８の制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されているときに波形変換動作をオンにする。波形切替回路５０Ｃは、記憶部１０１に記憶された受信器２００の個数が個数閾値以上であり、スイッチ５８の制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されていないときに波形変換動作をオフにする。波形切替回路１５０Ｃの動作は、波形切替回路５０Ｃの動作と同様である。
【0103】
次に、図１５のフローチャートを参照して、制御部１０Ｅが実行する波形切替処理について説明する。
【0104】
まず、制御部１０Ｅは、全ての受信器２００に応答信号の送信を要求する（ステップＳ１０１）。例えば、制御部１０Ｅは、応答信号の送信を要求する応答要求信号をブロードキャストで送信する。制御部１０Ｅは、ステップＳ１０１の処理を完了すると、全ての受信器２００から応答信号を受信する（ステップＳ１０２）。制御部１０Ｅは、ステップＳ１０２の処理を完了すると、応答信号から受信器２００のアドレスを抽出する（ステップＳ１０３）。
【0105】
制御部１０Ｅは、ステップＳ１０３の処理を完了すると、抽出したアドレスを記憶部１０１に保存する（ステップＳ１０４）。なお、同じ受信器２００のアドレスは、記憶部１０１に重複して保存されない。制御部１０Ｅは、ステップＳ１０４の処理を完了すると、保存されたアドレスの個数が個数閾値未満であるか否かを判別する（ステップＳ１０５）。制御部１０Ｅは、保存されたアドレスの個数が個数閾値未満であると判別すると（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、波形切替回路５０Ｃと波形切替回路１５０Ｃとをオンにする（ステップＳ１０６）。例えば、制御部１０Ｅは、端子１３７にＨレベルのデジタル信号を出力して、スイッチ５８とスイッチ１５８とをオンする。
【0106】
制御部１０Ｅは、保存されたアドレスの個数が個数閾値未満でないと判別すると（ステップＳ１０５：ＮＯ）、波形切替回路５０Ｃと波形切替回路１５０Ｃとをオフにする（ステップＳ１０７）。例えば、制御部１０Ｅは、端子１３７にＬレベルのデジタル信号を出力して、スイッチ５８とスイッチ１５８とをオフする。制御部１０Ｅは、ステップＳ１０６の処理又はステップＳ１０７の処理を完了すると、波形切替処理を完了する。
【0107】
本実施の形態では、データ通信により特定された受信器２００の個数に応じて、自動で波形変換動作のオン／オフが制御される。従って、本実施の形態によれば、ノイズの発生しやすさと伝送速度とをシステム規模に応じて自動で適切に調整することができる。
【0108】
（実施の形態７）
実施の形態６では、データ通信により特定された受信器２００の個数からシステム規模を判別する例について説明した。実施の形態７では、データ通信により特定された応答時間からシステム規模を判別する例について説明する。実施の形態７に係る送信器の構成は、基本的に、実施の形態６に係る送信器１００Ｅの構成と同様である。なお、実施の形態１－６と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
実施の形態６では、データ通信により特定された受信器２００の個数からシステム規模を判別する例について説明した。実施の形態７では、データ通信により特定された応答時間からシステム規模を判別する例について説明する。実施の形態７に係る送信器の構成は、基本的に、実施の形態６に係る送信器１００Ｅの構成と同様である。なお、実施の形態１－６と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
【0109】
以下、図１６を参照して、本実施の形態に係る制御部１０Ｆの機能的な構成について説明する。制御部１０Ｆは、機能的には、記憶部１０１と、データ送信部１０２と、変換判別部１０４と、デジタル出力部１０５と、計時部１０８とを備える。
【0110】
計時部１０８は、制御部１０Ｆが受信器２００に向けて送信信号を送信してから、制御部１０Ｆが受信器２００から応答信号を受信するまでの時間である応答時間を計測する。この応答時間は、基本的に、送信器１００と受信器２００とを接続する通信線４００の長さである通信線長が長いほど長い。例えば、ＣＰＵ１１が、フラッシュメモリ１２に記憶されたプログラムを実行して、Ｉ／Ｏポート１４を監視することにより、計時部１０８の機能が実現される。計時部１０８は、複数の受信器２００のそれぞれについて計測した応答時間を記憶部１０１に記憶する。計時部１０８は、計測手段の一例である。
【0111】
変換判別部１０４は、波形変換動作を実行するか否かを判別する。変換判別部１０４は、記憶部１０１に記憶された応答時間の最大値が時間閾値未満である場合に波形変換動作を実行すると判別し、この応答時間の最大値が時間閾値以上である場合に波形変換動作を実行しないと判別する。応答時間の最大値は、送信器１００が送信器１００からの経路長が最も長い受信器２００に向けて送信信号を送信してから、送信器１００がこの受信器２００から応答信号を受信するまでの時間である。
【0112】
デジタル出力部１０５は、変換判別部１０４による判別結果に応じてＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力する。デジタル出力部１０５は、波形変換動作を実行すると判別された場合、ＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力する。デジタル出力部１０５は、波形変換動作を実行しないと判別された場合、ＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力しない。
【0113】
波形切替回路５０Ｃは、記憶部１０１に記憶された応答時間の最大値が時間閾値未満であり、スイッチ５８の制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されているときに波形変換動作をオンにする。波形切替回路５０Ｃは、記憶部１０１に記憶された応答時間の最大値が時間閾値以上であり、スイッチ５８の制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されていないときに波形変換動作をオフにする。波形切替回路１５０Ｃの動作は、波形切替回路５０Ｃの動作と同様である。
【0114】
次に、図１７のフローチャートを参照して、制御部１０Ｆが実行する波形切替処理について説明する。なお、制御部１０Ｆは、波形切替処理を実行する前に、送信器１００に接続された全ての受信器２００のアドレスを把握しているものとする。
【0115】
まず、制御部１０Ｆは、受信器２００を選択する（ステップＳ２０１）。制御部１０Ｆは、ステップＳ２０１の処理を完了すると、選択した受信器２００に応答信号の送信を要求する（ステップＳ２０２）。制御部１０Ｆは、ステップＳ２０２の処理を完了すると、選択した受信器２００から応答信号を受信する（ステップＳ２０３）。
【0116】
制御部１０Ｆは、ステップＳ２０３の処理を完了すると、応答時間を記憶部１０１に保存する（ステップＳ２０４）。制御部１０Ｆは、ステップＳ２０４の処理を完了すると、全ての受信器２００を選択済みであるか否かを判別する（ステップＳ２０５）。制御部１０Ｆは、全ての受信器２００を選択済みでないと判別すると（ステップＳ２０５：ＮＯ）、ステップＳ２０１に処理を戻す。制御部１０Ｆは、全ての受信器２００を選択済みであると判別すると（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、記憶部１０１に保存された応答時間の最大値が時間閾値未満であるか否かを判別する（ステップＳ２０６）。
【0117】
制御部１０Ｆは、保存された応答時間の最大値が時間閾値未満であると判別すると（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、波形切替回路５０Ｃと波形切替回路１５０Ｃとをオンにする（ステップＳ２０７）。制御部１０Ｆは、保存された応答時間の最大値が時間閾値未満でないと判別すると（ステップＳ２０６：ＮＯ）、波形切替回路５０Ｃと波形切替回路１５０Ｃとをオフにする（ステップＳ２０８）。制御部１０Ｆは、ステップＳ２０７の処理又はステップＳ２０８の処理を完了すると、波形切替処理を完了する。
【0118】
本実施の形態では、データ通信により特定された応答時間に応じて、自動で波形変換動作のオン／オフが制御される。従って、本実施の形態によれば、ノイズの発生しやすさと伝送速度とをシステム規模に応じて自動で適切に調整することができる。
【0119】
（実施の形態８）
実施の形態６では、データ通信により特定された受信器２００の個数からシステム規模を判別する例について説明し、実施の形態７では、データ通信により特定された応答時間からシステム規模を判別する例について説明した。実施の形態８では、データ通信により特定された受信器２００の個数とデータ通信により特定された経路長とからシステム規模を判別する例について説明する。実施の形態８に係る送信器の構成は、基本的に、実施の形態６に係る送信器１００Ｅの構成と同様である。なお、実施の形態１－７と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
実施の形態６では、データ通信により特定された受信器２００の個数からシステム規模を判別する例について説明し、実施の形態７では、データ通信により特定された応答時間からシステム規模を判別する例について説明した。実施の形態８では、データ通信により特定された受信器２００の個数とデータ通信により特定された経路長とからシステム規模を判別する例について説明する。実施の形態８に係る送信器の構成は、基本的に、実施の形態６に係る送信器１００Ｅの構成と同様である。なお、実施の形態１－７と同様の構成及び機能については、適宜、説明を省略又は簡略化する。
【0120】
以下、図１８を参照して、本実施の形態に係る制御部１０Ｇの機能的な構成について説明する。制御部１０Ｇは、機能的には、記憶部１０１と、データ送信部１０２と、変換判別部１０４と、デジタル出力部１０５と、データ変換部１０６と、アドレス抽出部１０７と、計時部１０８とを備える。
【0121】
変換判別部１０４は、波形変換動作を実行するか否かを判別する。変換判別部１０４は、記憶部１０１に記憶された受信器２００のアドレスの個数が個数閾値未満であり、且つ、記憶部１０１に記憶された応答時間の最大値に対応する経路長が長さ閾値未満である場合に、波形変換動作を実行すると判別する。変換判別部１０４は、記憶部１０１に記憶された受信器２００のアドレスの個数が個数閾値以上である場合、又は、記憶部１０１に記憶された応答時間の最大値に対応する経路長が長さ閾値以上である場合に、波形変換動作を実行しないと判別する。
【0122】
デジタル出力部１０５は、変換判別部１０４による判別結果に応じてＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力する。デジタル出力部１０５は、波形変換動作を実行すると判別された場合、ＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力する。デジタル出力部１０５は、波形変換動作を実行しないと判別された場合、ＩＯ端子からＨレベルのデジタル信号を出力しない。
【0123】
波形切替回路５０Ｃは、スイッチ５８の制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されているときに波形変換動作をオンにする。波形切替回路５０Ｃは、スイッチ５８の制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されていないときに波形変換動作をオフにする。波形切替回路１５０Ｃの動作は、波形切替回路５０Ｃの動作と同様である。
【0124】
次に、図１９のフローチャートを参照して、制御部１０Ｇが実行する波形切替処理について説明する。
【0125】
まず、制御部１０Ｇは、全ての受信器２００に応答信号の送信を要求する（ステップＳ３０１）。制御部１０Ｇは、ステップＳ３０１の処理を完了すると、全ての受信器２００から応答信号を受信する（ステップＳ３０２）。制御部１０Ｇは、ステップＳ３０２の処理を完了すると、応答信号から受信器２００のアドレスを抽出する（ステップＳ３０３）。
【0126】
制御部１０Ｇは、ステップＳ３０３の処理を完了すると、抽出したアドレスを記憶部１０１に保存する（ステップＳ３０４）。制御部１０Ｇは、ステップＳ３０４の処理を完了すると、受信器２００を選択する（ステップＳ３０５）。制御部１０Ｇは、ステップＳ３０５の処理を完了すると、選択した受信器２００に応答信号の送信を要求する（ステップＳ３０６）。制御部１０Ｇは、ステップＳ３０６の処理を完了すると、選択した受信器２００から応答信号を受信する（ステップＳ３０７）。
【0127】
制御部１０Ｇは、ステップＳ３０７の処理を完了すると、応答時間を記憶部１０１に保存する（ステップＳ３０８）。制御部１０Ｇは、ステップＳ３０８の処理を完了すると、全ての受信器２００を選択済みであるか否かを判別する（ステップＳ３０９）。制御部１０Ｇは、全ての受信器２００を選択済みでないと判別すると（ステップＳ３０９：ＮＯ）、ステップＳ３０５に処理を戻す。制御部１０Ｇは、全ての受信器２００を選択済みであると判別すると（ステップＳ３０９：ＹＥＳ）、記憶部１０１に保存されたアドレスの個数が個数閾値未満であるか否かを判別する（ステップＳ３１０）。
【0128】
制御部１０Ｇは、記憶部１０１に保存されたアドレスの個数が個数閾値未満であると判別すると（ステップＳ３１０：ＹＥＳ）、記憶部１０１に保存された応答時間の最大値に対応する経路長が長さ閾値未満であるか否かを判別する（ステップＳ３１１）。制御部１０Ｇは、記憶部１０１に保存された応答時間の最大値に対応する経路長が長さ閾値未満であると判別すると（ステップＳ３１１：ＹＥＳ）、波形切替回路５０Ｃと波形切替回路１５０Ｃとをオンにする（ステップＳ３１２）。
【0129】
制御部１０Ｇは、記憶部１０１に保存されたアドレスの個数が個数閾値未満でないと判別した場合（ステップＳ３１０：ＮＯ）、又は、記憶部１０１に保存された応答時間の最大値に対応する経路長が長さ閾値未満でないと判別した場合（ステップＳ３１１：ＮＯ）、波形切替回路５０Ｃと波形切替回路１５０Ｃとをオフにする（ステップＳ３１３）。制御部１０Ｇは、ステップＳ３１２の処理又はステップＳ３１３の処理を完了すると、波形切替処理を完了する。
【0130】
本実施の形態では、データ通信により特定された受信器２００の個数及び配線長に応じて、自動で波形変換動作のオン／オフが制御される。従って、本実施の形態によれば、ノイズの発生しやすさと伝送速度とをシステム規模に応じて自動で適切に調整することができる。
【0131】
（変形例）
以上、実施の形態を説明したが、種々の形態による変形及び応用が可能である。上記実施の形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。また、上記実施の形態において説明した構成、機能、動作は、自由に組み合わせることができる。
以上、実施の形態を説明したが、種々の形態による変形及び応用が可能である。上記実施の形態において説明した構成、機能、動作のどの部分を採用するのかは任意である。また、上述した構成、機能、動作のほか、更なる構成、機能、動作が採用されてもよい。また、上記実施の形態において説明した構成、機能、動作は、自由に組み合わせることができる。
【0132】
実施の形態１では、伝送システム１０００が１つの中継器３００を備える例について説明した。伝送システム１０００のシステム規模が小さい場合、伝送システム１０００が中継器３００を備えなくてもよい。伝送システム１０００のシステム規模が大きい場合、伝送システム１０００が２つ以上の中継器３００を備えていてもよい。
【0133】
実施の形態１では、送信回路２０が正相波形と逆相波形との双方を通信線４００に出力する例について説明した。送信回路２０が正相波形のみを通信線４００に出力してもよい。この場合、送信回路２０は、波形変換回路１４０と駆動回路１８０とを備えていなくてもよい。実施の形態１では、駆動回路８０と駆動回路１８０とのそれぞれが２つのトランジスタを備える例について説明した。駆動回路８０と駆動回路１８０とは、通信線４００Ａの電位と通信線４００Ｂの電位とを固定できる構成であればどのような構成でもよい。
【0134】
実施の形態２，３では、台形波の傾きが３段階で調整される例について説明した。台形波の傾きが２段階で調整されてもよいし、４段階以上の段階で調整されてもよい。実施の形態４－８において、実施の形態２，３と同様に、台形波の傾きが多段階で調整されてもよい。実施の形態４－８では、スイッチ５８とスイッチ１５８とは、制御端子にＨレベルのデジタル信号が供給されたときにオンする例について説明した。スイッチ５８とスイッチ１５８とは、電流の通過を制御できる構成であれば、どのような構成でもよい。
【0135】
実施の形態６では、受信器２００が、電流により応答信号を送信する例について説明した。受信器２００が送信回路２０と同様の構成を備え、電圧により応答信号を送信してもよい。実施の形態６では、送信器１００と受信器２００とが半二重通信で通信する例について説明した。送信器１００と受信器２００とが全二重通信で通信してもよい。この場合、送信回路２０Ｃと受信回路２１０とを完全に分離することができる。
【0136】
実施の形態８では、送信器１００が送信信号を出力してから、送信器１００が送信器１００から最も離れた受信器２００からの応答信号を受信するまでの応答時間から、通信線長を求める例について説明した。ＴＤＲ（Time Domain Reflectometry）を用いて、送信器１００が送信信号を出力してから、送信器１００が送信信号の反射波を観測するまでの時間を計測し、計測した時間から通信線長を求めてもよい。
【0137】
本開示は、本開示の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、本開示を説明するためのものであり、本開示の範囲を限定するものではない。すなわち、本開示の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして特許請求の範囲内及びそれと同等の開示の意義の範囲内で施される様々な変形が、本開示の範囲内とみなされる。
【産業上の利用可能性】
【0138】
本開示は、伝送システムに適用可能である。
【符号の説明】
【0139】
５，６，７，８，１３１，１３２，１３３，１３４，１３５，１３６，１３７，１３８ 端子、１０，１０Ｄ，１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ 制御部、１１ ＣＰＵ、１２ フラッシュメモリ、１３ ＲＴＣ、１４ Ｉ／Ｏポート、１５ Ａ／Ｄ変換器、２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ 送信回路、３０ 論理回路、３１，３２，３３，３４，３５，３６ インバータ、４０，４０Ａ，４０Ｂ，４０Ｃ 波形変換回路、４１，７１，８１，１４１，１７１，１８１ ＮＰＮトランジスタ、４２，６１，８２，１４２，１６１，１８２ ＰＮＰトランジスタ、４３，４４，６２，７２，１４３，１４４，１６２，１７２，１９１，１９３，２０１ 抵抗、４５，４６，６３，６４，７３，７４，１４５，１４６，１６３，１６４，１７３，１７４ ダイオード、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ 波形切替回路、５１，５３，５５，５８，１５１，１５３，１５５，１５８ スイッチ、５２，５４，５６，２１２ キャパシタ、５７ 可変抵抗、６０，７０，１６０，１７０ 定電流回路、８０，１８０ 駆動回路、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ 送信器、１０１ 記憶部、１０２ データ送信部、１０３ アナログ入力部、１０４ 変換判別部、１０５ デジタル出力部、１０６ データ変換部、１０７ アドレス抽出部、１０８ 計時部、１２０，１９４，２１２ 直流電源、１２１，１２２ 電源端子、１９０，１９０Ｄ 電流検出回路、１９２ 電流検出器、１９５，２１３ 比較器、２００，２００Ａ，２００Ｂ，２００Ｃ，２００Ｄ 受信器、２１０ 受信回路、３００ 中継器、４００，４００Ａ，４００Ｂ，４００ＡＡ，４００ＢＡ，４００ＡＣ，４００ＢＣ，４００ＡＤ，４００ＢＤ，４００ＡＥ，４００ＢＥ 通信線、１０００ 伝送システム
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】