專利名稱：用于數(shù)據(jù)通信的菊鏈?zhǔn)诫姼旭詈掀餮b置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)通信，其特別適于在具有普通配電系統(tǒng)的區(qū)域間的電力線通信(PLC)。
背景技術(shù)：
PLC，眾所周知地如電力線寬帶，是一種能夠通過(guò)現(xiàn)有的電力線、即用于傳送電流的導(dǎo)線，以高頻率傳輸數(shù)據(jù)的技術(shù)。電流通常通過(guò)電力線以頻率為50-60赫茲(Hz)的范圍傳輸。在低電壓線中，利用大約在90-600伏特之間的電壓來(lái)傳輸電流。而在中電壓線中，利用大約在2400-35000伏特之間的電壓來(lái)傳輸電流。該數(shù)據(jù)信號(hào)的頻率一般大于或等于1兆赫(MHz)，并且該數(shù)據(jù)信號(hào)的電壓可以從1伏特的幾分之一到數(shù)十伏特。數(shù)據(jù)通信可以使用各種調(diào)制方案，例如調(diào)幅、調(diào)頻、脈沖調(diào)制或擴(kuò)頻調(diào)制。
電感耦合器從電力線耦合PLC信號(hào)以及將PLC信號(hào)耦合到電力線。電感耦合器具有高通頻率特性。因此，低于電感耦合器的下限截止頻率時(shí)，通過(guò)電感耦合器的信號(hào)衰減或路徑損耗將會(huì)過(guò)大。
所以，需要提供一種在一定頻率范圍內(nèi)的PLC通信，所述頻率范圍擴(kuò)展到低于電感耦合器的下限截止頻率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種電感耦合器裝置。該裝置包括在導(dǎo)線上的第一電感耦合器和在所述導(dǎo)線上的第二電感耦合器。所述第一電感耦合器具有用于數(shù)據(jù)信號(hào)的第一繞組；所述第二電感耦合器具有用于所述數(shù)據(jù)信號(hào)的第二繞組。所述裝置還包括連接模塊，其連接所述第一繞組和所述第二繞組。


圖1為具有兩個(gè)串聯(lián)的電感耦合器的電路圖；圖2為圖1的電路的原理圖；圖3為具有三個(gè)串聯(lián)的電感耦合器的電路圖；圖4為圖3的電路的原理圖。
具體實(shí)施例方式
在此描述的是一種通過(guò)電力線進(jìn)行通信的技術(shù)。該技術(shù)使用兩個(gè)或更多個(gè)臨近的、彼此電性串聯(lián)或者并聯(lián)的耦合器。
一般地，電感耦合器包括分裂式磁芯和圍繞該磁芯的繞組。該磁芯可以設(shè)置為例如具有兩個(gè)C形部分。當(dāng)兩個(gè)C形部分合到一起時(shí)，它們就形成了有孔的圓筒，該孔通過(guò)圓筒的中央延伸。兩個(gè)C形部分可以被分開，然后放置在通電的或未通電的電線上，從而所述電線的路線通過(guò)所述孔。所述電線可以是電力線或其他導(dǎo)線。電線、磁芯、以及圍繞磁芯的繞組，一起形成了互感器(transformer)，其中所述電線作為互感器的初級(jí)，而圍繞磁芯的繞組作為互感器的次級(jí)。該次級(jí)可以直接連接到或者通過(guò)電涌保護(hù)電路連接到調(diào)制解調(diào)器或其他通信設(shè)備。
PLC使用大于或等于大約1MHz的數(shù)據(jù)信號(hào)頻率。但是，電感耦合器的帶通可以具有大于1MHz的下限截止頻率，因此，在低至1MHz的信號(hào)頻率處電感耦合器可能不具有優(yōu)良的性能。增加通過(guò)電感耦合器的電線的感應(yīng)系數(shù)擴(kuò)展下限截止頻率，因此可以進(jìn)行低信號(hào)頻率的通信。增加感應(yīng)系數(shù)技術(shù)中的一種是增加耦合器中的磁芯的數(shù)量?？梢酝ㄟ^(guò)將單個(gè)的電感耦合器耦連在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)磁芯在數(shù)量上的增加。
圖1是電路10的附圖，該電路10包括在導(dǎo)線105上的電感耦合器100和電感耦合器200。導(dǎo)線105可以例如是外側(cè)電力線、即建筑物外部的電力線的相導(dǎo)線。
電感耦合器100包括磁芯107和繞組110。電感耦合器100位于導(dǎo)線105上，從而導(dǎo)線105通過(guò)磁芯107中的孔106。導(dǎo)線105、磁芯107和繞組110一起構(gòu)成互感器，其中導(dǎo)線105的一部分108作為互感器的初級(jí)，而繞組110作為互感器的次級(jí)。電感耦合器100在導(dǎo)線105和繞組110之間耦合數(shù)據(jù)信號(hào)。繞組110通過(guò)連接器134和135連接到電涌保護(hù)模塊120，該電涌保護(hù)模塊120隨后通過(guò)電纜125連接到調(diào)制解調(diào)器130。在優(yōu)選的實(shí)施例中，連接器135和電纜125為電涌保護(hù)模塊120的組成部分。
電感耦合器200包括磁芯207和繞組210。電感耦合器200位于導(dǎo)線105上，從而導(dǎo)線105通過(guò)磁芯207中的孔206。導(dǎo)線105、磁芯207和繞組210一起構(gòu)成互感器，其中導(dǎo)線105的一部分208作為互感器的初級(jí)，而繞組210作為互感器的次級(jí)。電感耦合器200在導(dǎo)線105和繞組210之間耦合數(shù)據(jù)信號(hào)。繞組210通過(guò)連接器234和235連接到連接模塊260，該連接模塊260與繞組210連接，并通過(guò)跳線連接262和跳線265連接到電纜250，該電纜250與電涌保護(hù)模塊120連接。
圖2是電路10的原理圖。如圖2顯示了電涌保護(hù)模塊120包括連接部分121和電涌抑制電路122。連接部分121將繞組110與繞組210串聯(lián)起來(lái)。因此，電感耦合器100的次級(jí)與電感耦合器200的次級(jí)串聯(lián)。設(shè)置該連接，從而這些次級(jí)感應(yīng)電壓以同相相加，與初級(jí)電壓的方向一致，如在圖2B中的相位點(diǎn)所示。
耦合器100和200彼此之間不需要設(shè)定任何特定的距離來(lái)按照在此的所述執(zhí)行。但是，為了獲得最好的性能，耦合器100和200應(yīng)該彼此靠近，并且縱向間隔不應(yīng)該超過(guò)使用中的最高信號(hào)頻率的波長(zhǎng)的十分之一。
電涌抑制電路122使得調(diào)制解調(diào)器130免受導(dǎo)線105上的過(guò)大的沖擊電流，如在導(dǎo)線105受到雷擊的情況下而導(dǎo)致的電壓影響。電涌抑制電路122可以例如通過(guò)氣體放電管或雪崩二極管放電管實(shí)現(xiàn)。
圖3是對(duì)電路10進(jìn)行了改進(jìn)的電路20的附圖。該電路20包括電感耦合器300。電感耦合器300，與耦合器100和200相似地包括作為互感器次級(jí)的繞組310。圖4為電路20的示意圖。
與電路10對(duì)比，在電路20中，跳線連接262沒(méi)有被跳接，但是代替地，其通過(guò)連接模塊360被連接到繞組310。連接模塊360結(jié)束于跳線350。
菊鏈?zhǔn)潜舜随溄拥臉?biāo)準(zhǔn)化模塊的聚集。典型地，一個(gè)模塊的輸出電纜被插入到鏈中下一個(gè)模塊的輸入連接器中。因此，電感耦合器100、200和300以菊鏈連接。
電感耦合器100、200和300的鏈共享電涌抑制電路122(見(jiàn)圖2)。因此，僅需要一個(gè)電涌抑制電路122。這樣的設(shè)置與對(duì)電感耦合器100、200以及300中的每一個(gè)都裝備一個(gè)專有的電涌抑制電路122相比，成本較低，并且可以減少電感耦合器100、200及300總的RF信號(hào)損耗。
參考圖1和圖2，電纜250連接電涌保護(hù)模塊120和連接模塊260。相反地，在圖3和圖4中，在連接模塊260和電涌保護(hù)模塊120之間通過(guò)連接器340和345連接。
可以菊鏈連接任意多個(gè)電感耦合器。在電感耦合器通過(guò)連接模塊(例如，連接模塊260和360)被鏈接時(shí)，鏈中的最后一個(gè)連接模塊(例如，連接模塊360)使其跳線端子短接在一起。
雖然在圖1-圖4中描述了電感耦合器100、200和300為串聯(lián)連接，但也可以沿相同的線路實(shí)現(xiàn)并聯(lián)連接。
權(quán)利要求
1.一種系統(tǒng)，包括在導(dǎo)線上的第一電感耦合器，所述第一電感耦合器具有用于數(shù)據(jù)信號(hào)的第一繞組；在所述導(dǎo)線上的第二電感耦合器，所述第二電感耦合器具有用于所述數(shù)據(jù)信號(hào)的第二繞組；和連接模塊，其連接所述第一繞組和所述第二繞組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述連接模塊將所述第一繞組和所述第二繞組連接到通信裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述連接模塊將所述第一繞組和所述第二繞組連接到電涌抑制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述連接模塊串行連接所述第一繞組和所述第二繞組。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述連接模塊并行連接所述第一繞組和所述第二繞組。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述連接模塊同相連接所述第一繞組和所述第二繞組。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述導(dǎo)線為電力線，并且，所述數(shù)據(jù)信號(hào)具有大于或等于大約1兆赫的頻率。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中，所述第一電感耦合器在所述導(dǎo)線和所述第一繞組之間耦合數(shù)據(jù)信號(hào)，并且，所述第二電感耦合器在所述導(dǎo)線和所述第二繞組之間耦合數(shù)據(jù)信號(hào)。
9.一種方法，包括使第一電感耦合器位于導(dǎo)線上，其中所述第一電感耦合器具有用于數(shù)據(jù)信號(hào)的繞組；使第二電感耦合器位于導(dǎo)線上，所述第二電感耦合器具有用于所述數(shù)據(jù)信號(hào)的繞組；和連接所述第一電感耦合器的所述繞組和所述第二電感耦合器的所述繞組。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的連接包括將所述第一繞組和所述第二繞組連接到通信裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的連接包括將所述第一繞組和所述第二繞組連接到電涌抑制電路。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的連接包括使所述第一繞組和所述第二繞組彼此串聯(lián)連接。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的連接包括使所述第一繞組和所述第二繞組彼此并聯(lián)連接。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述的連接包括使所述第一繞組和所述第二繞組彼此同相連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述導(dǎo)線為電力線，并且，所述數(shù)據(jù)信號(hào)具有大于或等于大約1兆赫的頻率。
16.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，所述第一電感耦合器在所述導(dǎo)線和所述第一繞組之間耦合數(shù)據(jù)信號(hào)，并且，所述第二電感耦合器在所述導(dǎo)線和所述第二繞組之間耦合數(shù)據(jù)信號(hào)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種電感耦合器裝置。該裝置包括在導(dǎo)線上的第一電感耦合器和在所述導(dǎo)線上的第二電感耦合器。所述第一電感耦合器具有用于數(shù)據(jù)信號(hào)的第一繞組；所述第二電感耦合器具有用于所述數(shù)據(jù)信號(hào)的第二繞組。所述裝置還包括連接模塊，其連接所述第一繞組和所述第二繞組。
文檔編號(hào)H04Q1/30GK101040303SQ200580033325
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2005年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月14日
發(fā)明者耶胡達(dá)·塞倫, 拉姆·拉奧 申請(qǐng)人:安比恩特公司