CN101027881A - 抑制家用设备的调制解调器的接收支路中的干扰信号的电路装置 - Google Patents
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Abstract
为了抑制配备有用于输出数据信号的发送装置和用于接收数据信号的接收装置的家用设备(HG)的、包括发送支路和接收支路的调制解调器(MO)的接收支路中的干扰信号,在使用具有输入阻抗相对高的输入电路的所述调制解调器(MO)的接收电路(EB)时,将具有相对低的电阻值的欧姆电阻(R4)与该输入电路并联。
Description
本发明涉及一种用于抑制家用设备的调制解调器的接收支路中的干扰信号的电路装置,该家用设备配备有用于输出数据信号的发送装置和用于接收数据信号的接收装置,该调制解调器包括发送支路和接收支路。
在已知的用于从家用设备和/或向家用设备传输数据信号的电路装置(US 6.590.493 B1)中,各个家用设备的组合(Verband)通过单独的滤波器装置连接在电网交流电压布线上。在此,这样测定不同家用设备组合的滤波器装置,使得在一个家用设备组合中所发送的数据信号不能到达属于另一个家用设备组合的家用设备。为所涉及的滤波器装置采用不同配置的LC低通滤波器。然而,关于用于消除或抑制出现在相应家用设备的接收支路中的干扰信号的措施,在这方面没有更详细地公开。
在另一种已知的用于从家用设备和/或向家用设备传输数据信号的电路装置(US 6.396.392 B1)中,相应的发送/接收装置包括与相应的家用设备连接的调制解调器,该调制解调器通过耦合器连接在电网交流电压布线上。不仅在调制解调器中而且在耦合器中都包含不同的滤波器、例如低通滤波器和带通滤波器。然而,关于用于抑制出现在相应调制解调器的接收支路中的干扰信号的措施,在这方面也没有更详细地公开。
最后也已经公开了一种利用数据调制解调器的通信系统(DE 38 30338 C2),其中在相应的调制解调器接收支路中借助带阻滤波器来抑制所谓的次信道(300至350Hz频带)的不期望的信号频率,并且只允许在600至3000Hz的频带内的所谓的主信道信号通过。虽然在这方面并没有公开相应数据调制解调器的接收支路中的干扰信号的抑制,但是也可以将有关的电路措施、即对确定的频率范围使用带阻滤波器用于抑制以不同于有用信号接收频率的频率出现的干扰信号。但是,如果应考虑这种具有在有用信号接收频率之上和之下的频率的干扰信号,则应设置多个被相应地确定大小的带阻滤波器,这意味着并非微不足道的实际上应避免的电路花费。
即使在干扰信号由相对高欧姆(例如具有Ri>10kΩ或>100kΩ)的干扰信号源输出时,这些干扰信号在开头所述类型的调制解调器中在所涉及的调制解调器中使用发送/接收IC组件的情况下也引起显著的问题,其中该发送/接收IC组件的接收支路是相对宽带并且高欧姆的以及具有例如150kΩ的输入电阻。这种情况例如对STMicroelectronics公司的IC组件ST7538适用,该IC组件被设置用于在家用设备的调制解调器中用作发送-接收组件。如果在这种组件的接收支路中出现相对高欧姆的干扰信号源的干扰信号,则只要不采取单独的措施,这些干扰信号就会在一定程度上闭塞所涉及的IC组件的接收支路中的输入电路,使得尽管本来的有用信号必要时以不同于干扰信号频率的有用信号频率出现并由相对低欧姆(例如具有Ri≈1Ω)的有用信号源输出,但该有用信号不再能够被所涉及的接收支路识别。
前面所提到的类型的干扰信号不仅可以包括出现在相应调制解调器接收线路上的由其它设备输入但是必要时也在包括有关调制解调器的家用设备中引起的脉冲式干扰信号,而且还可以包括以n倍于电网交流电压频率的频率出现的低频干扰信号,其中适用n≥1。所提及的脉冲式干扰信号例如可以是用于家用设备的调制解调器的开关网络部分的开关频率的谐波。如果开关网络频率例如为44kHz,则该开关频率的三次谐波的频率为132kHz;因此该频率十分明显地位于CENELEC频带C(125-140kHz)的频率范围内,该CENELEC频带C在欧洲被规定用于所谓的电力线通信、即用于电网导线通信。
为了抑制开头所述类型的电路装置中的这种干扰信号,已提出在使用具有输入阻抗相对高的输入电路的调制解调器的接收电路时,将带通滤波器与该输入电路并联,该带通滤波器的谐振频率被确定为这样的值,使得相应的干扰信号的频率位于所涉及的谐振频率之上或之下。
尽管已经提出的电路装置能够极好地抑制所考察类型的干扰信号,然而还希望进一步降低实现所涉及的电路装置所需要的电路花费,并在抑制干扰信号方面获得对应于或至少接近于利用所提及的已经提出的电路装置可达到的那个结果的结果。
因此,本发明所基于的任务是改进开头所述类型的电路装置,使得能够以比在前面提及的已经提出的电路装置中还要低的电路技术花费有效地抑制在所述调制解调器的接收支路中出现的干扰信号,该干扰信号由相对高欧姆的干扰信号源以电的方式和/或以磁的方式耦合输入到调制解调器的所述接收支路中或输送给该接收支路。
上述任务在开头所述类型的电路装置方面通过以下方式来解决,即在采用具有输入阻抗相对高的输入电路的调制解调器的接收电路时,将具有相对低的电阻值的欧姆电阻与该输入电路并联。
本发明带来以下优点:与前面所提及的已经提出的电路装置相比以更少的电路技术花费、即只通过欧姆电阻与调制解调器的所述接收电路的输入电路并联来实现,调制解调器的具有相对高的输入阻抗(例如150kΩ)的接收电路的电路输入端在干扰信号的频率范围内获得相对低的阻抗(例如<1kΩ)。由此来自相对高欧姆(例如具有Ri>10kΩ或者>100kΩ)的干扰信号源的干扰信号由于调制解调器的接收装置的电路输入端的前面所提到的低欧姆性而在其电压方面崩溃,并且因此不再能够不利地影响所述调制解调器的接收支路;由此充分地抑制了干扰信号。此外,在此尤其是在所涉及的干扰信号由家用设备或调制解调器或用于该调制解调器的供电装置引起并且容性和/或磁性耦合输入到调制解调器的接收电路中的情况下,否则必需的、花费大的、变压器上或者调制解调器的接收支路中的屏蔽措施以及磁屏蔽元件和/或屏蔽板的使用是多余的。
换句话说,这就是说,在此按照本发明还有利地利用以下效应:只通过相对低欧姆的元件、在此欧姆电阻与调制解调器的接收电路的输入电路并联来使该输入电路这样低欧姆,使得由此所涉及的从相对高欧姆的干扰信号源耦合输入到调制解调器的输入电路的信号输入端中的干扰信号的电压崩溃,并且因此不再闭塞调制解调器的接收电路。因此,由相对低欧姆(例如具有Ri≈1Ω)的有用信号源提供的有用信号甚至可以在以与干扰信号相同的频率出现时被调制解调器的所涉及的接收电路识别出和接收。
合宜地,所述欧姆电阻与调制解调器的接收支路容性耦合。由此得到这样的优点,即可以特别简单地实现所述欧姆电阻与调制解调器的所涉及的接收电路的有效的直流去耦。
优选地,在欧姆电阻的背离与接收电路的接收支路相连接的一端的那一端上,确定该接收电路的工作点的直流电压被输入所述欧姆电阻。通过该措施,如也在已经提出的和开头所述的电路装置中那样产生以下优点:特别简单地设定调制解调器的所述接收电路的工作点并且同时以值得期望的方式影响调制解调器的所涉及的接收电路的输入阻抗。
优选地,位于供电电压和参考电位、尤其是地电位之间的欧姆分压器的抽头用于提供前面所提及的直流电压。由此产生特别简单地提供所提及的直流电压的优点。
一种特别有利的电路结构通过以下方式得到,即所述欧姆电阻以其背离与接收电路的信号输入端子相连接的一端的那一端经由附加的电容器和与该电容器串联的附加的欧姆电阻而位于参考电位、尤其是地电位上。也即,通过该电路措施可以有利地快速地补偿在调制解调器从发送工作转换为接收工作的过程中出现的振荡,并且同时使所述欧姆电阻与提供调制解调器的接收电路的工作点的直流电源直流去耦。此外,所述欧姆电阻通过由所述附加的电容器和所述附加的欧姆电阻组成的串联电路以交流电方式与调制解调器的所涉及的接收电路的输入电路有效地并联。
作为用于抑制前述类型的调制解调器的接收支路中的干扰信号的附加的有效措施,这里也已证明是特别有利的是:在发送/接收IC组件在所涉及的调制解调器中被使用或者被用作其发送和接收电路的情况下,所涉及的IC组件的对于调制解调器的发送和接收工作来说不需要的所有端子都被置于规定的电位上。也就是说,这个对前述措施进行补充的措施导致,干扰信号不能经由所涉及的IC组件的、对于调制解调器的所涉及的发送和接收工作来说不需要的这种端子耦合输入到调制解调器的接收支路中。为了将所提及的IC组件的、对于所涉及的调制解调器的发送和接收工作来说不需要的端子置于规定的电位上,例如可以这样进行,使得所涉及的端子通过所谓的上拉电阻或下拉电阻分别被置于确定的电位、例如供电电压电位或地电位,或者甚至直接与电路装置的地相连接。
下面借助附图更详细地解释按照本发明的电路装置的实施例。
在附图中示意性地示出了家用设备HG,该家用设备配备有用于抑制家用设备HG的调制解调器M0的接收支路中的干扰信号的电路装置,该家用设备HG配备有用于输出数据信号的发送装置和用于接收数据信号的接收装置,该调制解调器M0包括发送支路和接收支路。所涉及的家用设备HG可以是任何能联网的家用设备、例如洗衣机、烘干机、炉灶、冷却设备、供暖设备等等。在此,能联网的家用设备被理解为可借助发送和/接收装置连接在通信网络上以传输极大不同的数据信号的家用设备。在当前情况下,该通信网络包括交流电压网,从该交流电压网获得运行相应家用设备所需要的供电电压。但是,当然也可以将任何其它的网络、例如因特网用作通信网络。
附图中所示出的电路装置包含具有发送支路和接收支路的调制解调器M0,在当前情况下该调制解调器被示出为包含发送组件或发送电路SB以及接收组件或接收电路EB。这些组件或电路SB和EB可以是组合的商业发送-接收组件(例如在引言中已经提到的STMicroelectronics公司的网络线路FSK发送-接收组件ST7538,参见该公司2003年6月的公开出版物)。
控制装置ST与刚才提到的调制解调器M0相连接,该控制装置在此属于该电路装置的发送装置和接收装置。在当前情况下,所涉及的电路装置的发送装置除了该控制装置ST之外还包括例如一个或多个存在于家用设备HG中的用于确定家用设备HG的一个或多个状态参数的传感器S和能够存储所涉及的家用设备HG的状态信号和/或工作程序形式的数据信号的存储器M。所涉及的电路装置的接收装置除了控制装置ST之外还包括例如一个或多个执行机构SG、例如LCD显示装置的显示装置D和前面所提及的存储器M。在所提及的接收支路中数据信号可以被输出给所涉及的执行机构SG;在该接收支路中所传输的数据信号此外可以被存储在所提及的存储器M中并且由显示装置D显示。在接收支路中所传输的数据信号例如可以是在执行远程诊断的过程中的测试信号或用于更新存储在所提及的存储器M中的家用设备HG的工作程序的新工作程序或其部分。
在发送组件SB的信号输出端子A1和在此为发送组件SB和接收组件EB共同设置的例如通向地电位的参考电位端子G之间连接有具有绕组w1和电容器C1的变压器T。该变压器T具有另一个绕组w2,该另一个绕组一方面通过电容器C2与所示电路装置的端子x1连接,并且另一方面直接与所示电路装置的端子x2连接。变压器T的这两个绕组w1和w2可以具有1∶1的匝数比。上面所提及的通信网络与端子x1、x2相连接或者是与端子x1、x2相连接的。
在电容器C1和变压器T的绕组w1的一端之间的连接点上,按照本发明容性地、即通过耦合电容器C3连接有例如1kΩ的欧姆电阻R4,其中包括刚才所提及的连接点的电路部分是调制解调器M0的发送支路和接收支路。在当前情况下,该欧姆电阻R4通过附加的电容器C5和与该电容器C5串联的附加的欧姆电阻R1而位于参考电位上、优选地位于地电位上。所提及的耦合电容器C3与欧姆电阻R4之间的连接点与接收组件EB的已经提及的信号输入端子E1相连接。因此,所涉及的欧姆电阻R4并不位于调制解调器M0的接收组件或接收电路EB的所涉及的接收支路的引入路径中,而是位于其引出路径中,也就是说,该欧姆电阻R4与调制解调器M0的接收组件EB的接收支路或接收电路的输入电路以交流电方式并联。
在当前情况下,通过前面所提及的欧姆电阻R4可以引入确定调制解调器的接收组件EB的工作电的直流电压。该直流电压在此由欧姆分压器的抽头提供,该欧姆分压器由位于通向例如5V的供电电压的端子U与通向地电位的端子之间的欧姆电阻R2和R3构成。
在此还要注意,通过相应地选择前面所提及的电阻R2和R3的电阻值,可以将接收组件EB的工作点置于所期望的范围内;通过欧姆电阻R2和R3的相同大小的电阻值,可以将所涉及的工作点例如置于端子U上的供电电压与地之间的中心点上,这就通过例如以围绕零电平变化的正和负有用信号电平分量出现的有用信号对接收组件EB的可控制性而言是尤其希望的。以交流电方式,由欧姆电阻R2和R3组成的欧姆分压器对欧姆电阻R4与所提及的调制解调器M0的输入电路的并联电路的作用没有影响。此外,如上所述,该欧姆电阻通过电容器C3和C5直流去耦。
通过附图中所示的按照本发明实施形式的电路装置的上述结构保证,在调制解调器M0的接收支路中有效地抑制来自相对高欧姆的干扰信号源的干扰信号。也即在所涉及的电路装置中所使用的欧姆电阻R4允许,仅仅由低欧姆的有用信号源输出的具有有用信号接收频率的有用信号分别在调制解调器M0的接收组件EB的输入端子E1上起作用,而来自相对高欧姆的干扰信号源(参见开头)的干扰信号通过借助所述欧姆电阻R4低欧姆地构成的调制解调器M0的输入电路这样被大大衰减,使得该干扰信号不再能够对调制解调器M0的接收组件EB施加干扰影响;所涉及的干扰电压由于通过所涉及的欧姆电阻R4因此赋予给接收组件EB的输入端子E1的低欧姆性而在一定程度上崩溃,并且不再能够干扰接收组件EB对有用信号的接收。因此提高了调制解调器M0的抗干扰性,或者以简单的方式、即通过使用少量的离散元件改善有用信号在受干扰的环境中至该调制解调器的可达性。此外可以简单地遵循关于快速的脉冲式突发信号的标准EN61000-4-4。
然而在调制解调器M0的接收组件EB中很好地识别出如开头所提及的那样通常从相对低欧姆(例如具有Ri≈1Ω)的有用信号源并通过同样相对低欧姆(例如具有Rt<1kΩ)的传输路线所传输的有用信号。
最后还要注意,在前面仅仅分别提到了有用信号接收频率。应理解的是,本发明自然也可以应用于这样的电路装置,在该电路装置中应抑制来自相对高欧姆的干扰信号源的干扰信号,这些干扰信号出现在有用信号接收频率范围之内或者之外,该有用信号接收频率范围包括多个位于相关联的频率范围内或不同的频率子范围内的有用信号频率。
附图标记列表
A1 信号输出端子
C1 电容器
C2 电容器
C3 耦合电容器
C4 电容器
D 显示装置
E1 信号输入端子
EB 接收组件、接收电路
G 参考电位端子
HG 家用设备
M 存储器
M0 调制解调器
R1 欧姆电阻
R2 欧姆电阻
R3 欧姆电阻
R4 欧姆电阻
S 传感器
SB 发送组件、发送电路
SG 执行机构
ST 控制装置
T 变压器
U 端子
w1 绕组
w2 绕组
x1 端子
x2 端子
Claims (6)
1.用于抑制家用设备的调制解调器的接收支路中的干扰信号的电路装置,其中该家用设备配备有用于输出数据信号的发送装置和用于接收数据信号的接收装置,该调制解调器包括发送支路和接收支路,其特征在于,在使用具有输入阻抗相对高的输入电路的所述调制解调器(MO)的接收电路(EB)时,将具有相对低的电阻值的欧姆电阻(R4)与该输入电路并联。
2.根据权利要求1所述的电路装置,其特征在于,所述欧姆电阻(R4)与所述调制解调器(MO)的接收支路容性(C3)耦合。
3.根据权利要求2所述的电路装置,其特征在于,在所述欧姆电阻(R4)的背离与所述接收电路(EB)的接收支路相连接的一端的那一端上,确定所述接收电路(EB)的工作点的直流电压被输送给所述欧姆电阻(R4)。
4.根据权利要求3所述的电路装置,其特征在于,位于供电电压(U)和参考电位、尤其是地电位之间的欧姆分压器(R2,R3)的抽头提供所涉及的直流电压。
5.根据权利要求1至4之一所述的电路装置,其特征在于,所述欧姆电阻(R4)以其背离与所述调制解调器(MO)的接收电路(EB)的信号输入端子(E1)相连接的一端的那一端经由附加的电容器(C5)和与该电容器串联的附加的欧姆电阻(R1)而位于参考电位、尤其是地电位上。
6.根据权利要求1至5之一所述的电路装置,其特征在于,在发送/接收IC组件用于所述调制解调器(MO)的发送和接收电路(SB,EB)时,所涉及的IC组件的对于所述调制解调器(MO)的发送和接收工作来说不需要的所有端子都被置于规定的电位上。
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