專利名稱：用于在電力線通信網(wǎng)絡(luò)中確定共模信號(hào)的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例涉及用于在電力線通信網(wǎng)絡(luò)(power line communication network)中確定共模信號(hào)(common-mode signal)的裝置。
背景技術(shù)：
電力線通信(PLC)又稱干線通信、電力線傳輸或電力線電信(PLT)、寬帶電力線 (BPL)、電力帶或電力線網(wǎng)絡(luò)(PLN)，該術(shù)語描述將電力分配導(dǎo)線用于數(shù)據(jù)同時(shí)分配的若干 不同系統(tǒng)。載波能通過疊加標(biāo)準(zhǔn)的50或60Hz交流電(AC)模擬信號(hào)來傳達(dá)語音和數(shù)據(jù)。對(duì) 于室內(nèi)應(yīng)用，PLC設(shè)備可將家庭電力線路用作傳輸介質(zhì)。這種技術(shù)例如用于家庭網(wǎng)絡(luò)或者 在家庭自動(dòng)化中用于照明設(shè)備和家用電器的遠(yuǎn)程控制，不要安裝附加線路。在標(biāo)準(zhǔn)PLC系統(tǒng)中以差模(DM)方式傳輸和接收信號(hào)。差模信號(hào)化是一種在導(dǎo)線 對(duì)上傳輸信息的方法。在DM信號(hào)化中，一個(gè)導(dǎo)線攜帶信號(hào)，另一個(gè)導(dǎo)線攜帶其反信號(hào)，因此 兩個(gè)導(dǎo)線上對(duì)地電壓的總和總是取為零。因此為了通信目的，PLC調(diào)制解調(diào)器在家庭電力 線網(wǎng)絡(luò)的出口的中性線(neutral line)與相線(phase line)之間引入DM信號(hào)。另一 PLC 調(diào)制解調(diào)器可在另一出口接收這種DM信號(hào)，并利用DM信號(hào)控制與接收PLC調(diào)制解調(diào)器相 關(guān)聯(lián)的家用電器。在內(nèi)部電力線網(wǎng)路中，在相線與中性線之間有非對(duì)稱元件，例如光源開關(guān)、電流 閘、保險(xiǎn)盒、支路等等。在這些非對(duì)稱元件中，PLC調(diào)制解調(diào)器引入的DM信號(hào)被轉(zhuǎn)換為共模 (CM)信號(hào)。為了提高PLC系統(tǒng)的覆蓋范圍，多輸入多輸出(MIMO)PLC調(diào)制解調(diào)器可利用不 同的頻道，特別是共模信號(hào)。因此，需要改良的裝置，用于在電力線通信網(wǎng)絡(luò)中確定共模信號(hào)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于在電力線通信網(wǎng)絡(luò)中確定共模信號(hào)的裝置，具有更 強(qiáng)的檢測(cè)共模信號(hào)的能力。通過根據(jù)權(quán)利要求1的裝置實(shí)現(xiàn)該目的。通過考慮附圖和后面的描述，本發(fā)明的其他細(xì)節(jié)將變得顯而易見。


附圖被包括以提供對(duì)實(shí)施例的進(jìn)一步理解，結(jié)合在說明書中并構(gòu)成說明書的一部 分。附圖示出實(shí)施例并與描述一起用于說明實(shí)施例的原理。其他實(shí)施例和實(shí)施例的很多期 望優(yōu)點(diǎn)將是易于鑒別的，因?yàn)橥ㄟ^參考后面的詳細(xì)描述，它們變得更好理解。附圖的元件不 必相對(duì)彼此縮放。相同的附圖標(biāo)記表示對(duì)應(yīng)的相似部件。圖1示出本發(fā)明實(shí)施例的示意性電路圖，圖2示出本發(fā)明另一實(shí)施例的示意性電路圖，圖3示出本發(fā)明另一實(shí)施例的示意性電路圖，
圖4示出本發(fā)明另一實(shí)施例的示意性電路圖，圖5示出用于說明通過本發(fā)明的實(shí)施例接收多輸入多輸出信號(hào)的示意圖。
具體實(shí)施例方式下面描述本發(fā)明的實(shí)施例。重要的是注意，下面的全部所述實(shí)施例可以以任何方 式組合，即，對(duì)于某些所述實(shí)施例不一定與其他實(shí)施例組合沒有限制。此外要注意，全部附 圖中相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的元件。要理解，可利用其他實(shí)施例，并且可作出不脫離本發(fā)明范圍的結(jié)構(gòu)或邏輯變化。因 此下面的詳細(xì)描述不是在限制性含義上作出，并且本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求限定。要理解，除非另有特別表示，否則這里所述不同實(shí)施例的特點(diǎn)可相互組合。在圖1中示出了用于在電力線通信網(wǎng)絡(luò)中確定共模信號(hào)的裝置100的示意性電路 圖。為了在DM電力線系統(tǒng)中確定共模進(jìn)入，裝置100例如可以是探針(probe)。裝置100 也可以是接收電力線信號(hào)的電力線調(diào)制解調(diào)器的一部分。裝置100包括分別連接到第一端子110、第二端子112和第三端子114的第一線路 102、第二線路104和第三線路106。相線P可以連接到第一端子110，中性線N可以連接到 第二端子112，保護(hù)性接地線PE可以連接到第三端子114。裝置100包括共模扼流圈120，共模扼流圈120被配置為抑制(couple out)來自 第一線路102、第二線路104和第三線路106的共模信號(hào)。共模扼流圈120連接到終端阻抗122，終端阻抗122大于電力線通信網(wǎng)絡(luò)的阻抗。 電力線通信網(wǎng)絡(luò)包括連接到相線P、中性線N和保護(hù)性接地線PE的所有線路、家用電器和裝置。當(dāng)使用具有高阻抗(例如高于電力線通信網(wǎng)絡(luò)的阻抗)的終端阻抗122時(shí)，與使 用很低的終端阻抗(例如適合于電力線通信網(wǎng)絡(luò)的阻抗，例如為50歐姆至150歐姆)相比， 通過相線P、中性線N和保護(hù)性接地線PE傳輸并相應(yīng)通過第一線路102、第二線路104和第 三線路106傳輸?shù)腄M信號(hào)受影響更小。在圖2中示出用于確定共模信號(hào)的另一裝置200的示意性電路圖。第一線路102、 第二線路104和第三線路106分別通過耦合電容C連接到第一端子110、第二端子112和第 三端子114。耦合電容C用于將裝置200與相線P、中性線N和保護(hù)性接地線PE上的直流 電信號(hào)隔離。共模扼流圈120環(huán)繞第一線路102、第二線路104和第三線路106并連接到比電力 線通信網(wǎng)絡(luò)的阻抗高的終端阻抗122。第一線路102經(jīng)由第一變壓器202接地，第二線路104經(jīng)由第二變壓器204接地， 第三線路106經(jīng)由第三變壓器206接地。第一輸出端212連接到第一變壓器202 (阻抗)， 第二輸出端214連接到第二變壓器204 (阻抗)，第三輸出端216連接到第三變壓器206 (阻 抗)。第一輸出端212、第二輸出端214和第三輸出端216終止于終端阻抗222、2M和226， 終端阻抗222、2M和2 可分別具有與電力線網(wǎng)絡(luò)的阻抗(例如為50歐姆)相匹配的阻 抗。第一輸出端212、第二輸出端214和第三輸出端216用于提供出現(xiàn)在第一線路102、第 二線路104和第三線路106上的差模信號(hào)。第四輸出端218連接到共模扼流圈120。第四輸出端218配置為提供出現(xiàn)在第一線路102、第二線路104和第三線路106上的共模信號(hào)?？蓪⒔K端阻抗122實(shí)現(xiàn)為連接到共模扼流圈120的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗?？赏?過CMOS晶體管的柵極來控制模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗。該輸入阻抗的值應(yīng)當(dāng)最大，通常在 IkQ和3kΩ之間。已知圖2中的構(gòu)造為星形拓?fù)?。但是，圖2中的構(gòu)造也可以使用三角拓?fù)?。在圖3中示出用于確定共模信號(hào)的另一裝置300的示意性電路圖。在裝置300中 通過第一放大器302、第二放大器304和第三放大器306來進(jìn)行差模信號(hào)的確定。第一放大器302、第二放大器304和第三放大器306的輸入端的其中一個(gè)輸入端接 地。第一放大器302的另一個(gè)輸入端連接到共模扼流圈120與第一阻抗312之間的第一線 路102。第二放大器304的第二輸入端連接到共模扼流圈120與第二阻抗314之間的第二 線路104。第三放大器306的第二輸入端連接到共模扼流圈120與第三阻抗316之間的第 三線路106。第一放大器302、第二放大器304和第三放大器306的輸出端分別連接到第一 輸出端222、第二輸出端2Μ和第三輸出端226。通過這些放大器，可以在第一輸出端222、第二輸出端2 和第三輸出端2 處確 定第一線路102、第二線路104和第三線路106上的共模信號(hào)。第一放大器302、第二放大 器304和第三放大器306被布置為星形拓?fù)?。但是，也可以是三角拓?fù)洳贾?。在圖4中示出確定終端阻抗122的值對(duì)第一線路102、第二線路104和第三線路 106上的差模信號(hào)的隔離或發(fā)散(divergence)的影響的測(cè)量設(shè)置。發(fā)生器400帶有電流源 或電壓源EC和50歐姆的內(nèi)部阻抗，此外發(fā)生器400包括75歐姆的第四阻抗402 (為相線 P、中性線N和保護(hù)性接地線PE共有)、分別為50歐姆的第五阻抗404、第六阻抗406和第 七阻抗407，其中第五阻抗404位于相線P上，第六阻抗406位于中性線N上，第七阻抗407 位于保護(hù)性接地線PE上。因此，發(fā)生器400具有假定的100歐姆差模阻抗和150歐姆共模 阻抗(如果將保護(hù)性接地線PE的端子懸置)。通過網(wǎng)絡(luò)分析器的確認(rèn)，顯示如果終端阻抗122只有50歐姆，則只在第一線路102 和第三線路106上的信號(hào)之間提供弱隔離。但是，如果終端阻抗更高，例如為IkQ或無窮 大，則不同線路102、104和106上的差模信號(hào)之間隔離更強(qiáng)，因此耦合更弱。在圖5中示出顯示多輸入多輸出(MIMO)方案中饋入可能性和接收可能性的示意 圖。第一電力線通信調(diào)制解調(diào)器500通過電力線通信網(wǎng)絡(luò)504向第二電力線通信調(diào)制解調(diào) 器502傳輸信號(hào)。對(duì)于將信號(hào)饋入電力線通信網(wǎng)絡(luò)504，有三種可能性?？蓪⒉钅Ｐ盘?hào)饋入相線P與中性線N之間，可將差模信號(hào)饋入相線P與保護(hù)性接 地線PE之間，可將差模信號(hào)饋入中性線N與保護(hù)性接地線PE之間。由于基爾霍夫定律，只 可能有兩條獨(dú)立通路。為了將信號(hào)饋入電力線通信網(wǎng)絡(luò)504，建議使用兩個(gè)最好的可能性 (例如關(guān)于噪聲特性)。在接收側(cè)，接收信號(hào)有四種可能性?？梢源_定相線P與中性線N之間的差模信號(hào)， 確定相線P與保護(hù)性接地線PE之間的差模信號(hào)，確定中性線N與保護(hù)性接地線PE之間的 差模信號(hào)。此外，例如可以利用共模扼流圈120檢測(cè)共模信號(hào)CM。通過用于確定共模信號(hào)的建議裝置和電力線通信網(wǎng)絡(luò)，在線路之間的三種共模 (平衡或?qū)ΨQ地)之間不再有遺漏的隔離。在相線P與中性線N之間、相線P與保護(hù)性接地線PE之間和/或中性線N與保護(hù)性接地線PE之間，對(duì)稱地或平衡地饋入或接收多輸入多輸出(MIMO)通信信號(hào)。如果單獨(dú) 信號(hào)提供最大發(fā)散，那么與信號(hào)輸入信號(hào)輸出方案相比，多輸入多輸出技術(shù)顯示最大增益。通過建議裝置，減少了單獨(dú)差模信號(hào)之間的耦合，因此改善了 MIMO技術(shù)的性能。雖然這里示出和描述了特殊實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，多種替代實(shí) 施方式和/或等同實(shí)施方式可代替所示和所述特殊實(shí)施例而不脫離所述實(shí)施例的范圍。本 申請(qǐng)希望涵蓋這里討論的特殊實(shí)施例的所有改型或變型。因此希望本發(fā)明只由權(quán)利要求及 其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種用于在電力線通信網(wǎng)絡(luò)中確定共模信號(hào)的裝置，包括第一線路、第二線路和第三線路，分別連接到第一端子、第二端子和第三端子，所述第 一端子、第二端子和第三端子被配置為分別連接到所述電力線通信網(wǎng)絡(luò)的相線、中性線和 保護(hù)性接地線；共模扼流圈，被配置為抑制來自所述第一線路、第二線路和第三線路的共模信號(hào)，其 中，所述共模扼流圈連接到終端阻抗，所述終端阻抗大于所述電力線通信網(wǎng)絡(luò)的阻抗。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的用于確定共模信號(hào)的裝置，其中，所述共模扼流圈環(huán)繞所述第一 線路、第二線路和第三線路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的用于確定共模信號(hào)的裝置，其中，所述終端阻抗是連接到所述 共模扼流圈的模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入阻抗。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)的用于確定共模信號(hào)的裝置，其中，所述終端阻抗為最 大值。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)的用于確定共模信號(hào)的裝置，其中，所述裝置被配置為 確定來自共模信號(hào)的信號(hào)和來自差模信號(hào)的信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的用于確定共模信號(hào)的裝置，其中，所述裝置被配置為在多輸入多 輸出(MIMO)方案中接收所述差模信號(hào)和所述共模信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6的用于確定共模信號(hào)的裝置，進(jìn)一步包括 變壓器，用于抑制差模信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的用于確定共模信號(hào)的裝置，其中，所述變壓器被布置為三角拓?fù)洹?br> 9.根據(jù)權(quán)利要求7的用于確定共模信號(hào)的裝置，其中，所述變壓器被布置為星形拓?fù)洹?br> 10.根據(jù)權(quán)利要求5或6的用于確定共模信號(hào)的裝置，進(jìn)一步包括 放大器，用于抑制差模信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的用于確定共模信號(hào)的裝置，其中，所述放大器被布置為三角拓?fù)洹?br> 12.根據(jù)權(quán)利要求7的用于確定共模信號(hào)的裝置，其中，所述放大器被布置為星形拓?fù)洹?br> 全文摘要
提供一種在電力線通信網(wǎng)絡(luò)中用于確定共模信號(hào)的裝置(100，200，300)。裝置(100，200，300)包括第一線路(102)、第二線路(104)和第三線路(106)，分別連接到第一端子(110)、第二端子(112)和第三端子(114)。第一端子、第二端子和第三端子(110，112，114)被配置為分別連接到電力線通信網(wǎng)絡(luò)的相線(P)、中性線(N)和保護(hù)性接地線(PE)。裝置(100，200，300進(jìn)一步包括共模扼流圈(120)，被配置為抑制來自第一線路、第二線路和第三線路(102，104，106)的共模信號(hào)，共模扼流圈(120)連接到終端阻抗(122)，終端阻抗(122)大于電力線通信網(wǎng)絡(luò)的阻抗。
文檔編號(hào)H04B3/30GK102132500SQ200980132518
公開日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2009年5月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月20日
發(fā)明者安德里亞斯·斯楚瓦格爾, 維爾納·巴斯查林 申請(qǐng)人:索尼公司