CN101557032A - 无线电信号发射机和/或接收机类型的装置 - Google Patents
无线电信号发射机和/或接收机类型的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101557032A CN101557032A CNA2009101335251A CN200910133525A CN101557032A CN 101557032 A CN101557032 A CN 101557032A CN A2009101335251 A CNA2009101335251 A CN A2009101335251A CN 200910133525 A CN200910133525 A CN 200910133525A CN 101557032 A CN101557032 A CN 101557032A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- terminal
- radio
- frequency unit
- tuning circuit
- capacitor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 51
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 22
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 15
- 238000007639 printing Methods 0.000 claims description 3
- 102100032919 Chromobox protein homolog 1 Human genes 0.000 claims description 2
- 101000797584 Homo sapiens Chromobox protein homolog 1 Proteins 0.000 claims description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 abstract description 17
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 22
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 22
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 22
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 15
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 12
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 9
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 5
- 239000008384 inner phase Substances 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000004378 air conditioning Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 101100443272 Arabidopsis thaliana DIR2 gene Proteins 0.000 description 1
- 102100038804 FK506-binding protein-like Human genes 0.000 description 1
- 101001031402 Homo sapiens FK506-binding protein-like Proteins 0.000 description 1
- 230000003213 activating effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000005662 electromechanics Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000010977 unit operation Methods 0.000 description 1
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04B—TRANSMISSION
- H04B5/00—Near-field transmission systems, e.g. inductive or capacitive transmission systems
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/44—Details of, or arrangements associated with, antennas using equipment having another main function to serve additionally as an antenna, e.g. means for giving an antenna an aesthetic aspect
- H01Q1/46—Electric supply lines or communication lines
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Transmitters (AREA)
- Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
- Channel Selection Circuits, Automatic Tuning Circuits (AREA)
- Near-Field Transmission Systems (AREA)
Abstract
一种用于向至少一个电气负载(14；14’)供电的射频装置(30；30’；30”；30”’)控制部件，包括射频信号发射机和/或接收机类型的射频单元(11)，并且通过第一导线(9b)连接至AC电源线(9)，其中射频单元包括通过HF链路(19)连接至射频装置的调谐电路(17；17’)的第一端子(21)的射频信号输出和/或输入端(20)，该调谐电路：通过第二端子(22)连接至第一导线，通过第三端子(23)连接至射频单元的电接地端(GND)，配备有用于阻塞第一导线上的射频信号在第二端子和第三端子之间传导的部件(L1，C1；L2，C3，C4)，以及在第一导线中流动并且向所述电气负载供电的AC电流(I－ACT)在第二端子和第三端子之间穿过。
Description
技术领域
本发明涉及以下领域：使用射频、也就是说经由无线电信号的远程控制装置；控制建筑物中的电气负载的致动器，该电气负载用于供热、视觉或光照舒适性，用于目光防护，用于关闭或保护建筑物或其包围物(environ)。
这样的致动器包括配备有接收天线的射频接收机，使得提高其灵敏度、从而提高射频接收机和移动或固定射频发射机之间的传输范围是可能的。
接收天线是灵敏和易碎的元件。此外，致动器通常被设置在金属外壳中，这使得必须将天线设置在外壳的外部，以便保持灵敏度。
已经长时间构思：通过直接耦合或局部耦合，使用致动器的电力供应电缆来容纳一部分天线，或者使用相导线和/或中性导线作为天线。
背景技术
专利US 2,581,983和US 3,290,601描述了这样一种耦合，其中电源(mains)电缆的每一根导线上的连接点位于离接收机设备的电接地端预定距离(1/8-1/4波长)之处。这些专利还描述了接收机的频率调谐电路和电源供电电路。调谐和供电这两个电路是完全分离的。
专利US 4,507,646也描述了使用与电源线的电容耦合，这次是用于射频发射机。同样，这次调谐和供电两个电路也是完全分离的。
专利GB 702,525描述了与电视的电源供电电缆的电感耦合，该电缆在每一端设置有线圈，以便严格地限制电缆长度的天线效应。
专利US 4,194,178描述了一种在监控电动机的情况下，通过载波电流，使用电源电缆发送信息的方法。两个电路，能量耦合和信号耦合是完全分离的。
在申请人的专利US 7,151,464中，在优选为四分之一波天线的天线和电源导线之间实现了非电耦合，以便允许直接地和通过电源耦合同时传输。优选地，以直线方式进行耦合，从而在433MHz需要约为10cm的长度，并且可能导致体积庞大的问题。
在涉及具有底座的便携式电话的专利US 6,104,920中，射频辐射器不是由电源电缆本身构成，而是由位于包括变压器-整流器的电源适配器和底座之间的连续供电电缆的一部分构成。该电缆部分在连续供电电缆的任何一端被两个储能电路或隔离电路隔离，所述储能电路或隔离电路使得仅限制在连续供电电缆的长度上的导波传播成为可能。因此，在电源线上不发射高频HF信号(参见第5栏第50-55行)。在连续供电电缆上流动的连续电流经过这些隔离电路，而电容耦合允许天线与连续供电电缆连结。
专利申请EP 0718908描述了移动射频发射机，其中供电电池的金属外壳被用作天线。电池的每一个电极通过配备有HF阻塞电感的导线与发射机的供电端子相连接。电池的电极之一还通过阻抗匹配电路与发射机电路的HF输出端相连结，支持HF输出端和包括电池的的天线之间的信号能量的最大传送。发射机的供电电流不经过该匹配电路。该装置要求很大数量的HF阻塞电感。
因此，现有技术的装置通常需要干涉供电电缆，以便可以将其一部分隔离用于HF，或者以便允许根据长度的预定耦合(电感耦合)或根据位置的预定耦合(电容耦合)。因此，其强制使用特定的供电电缆。未描述的其它装置设想当存在接地电缆时与接地电缆耦合，但结果是高度随机的。
尽管在专利US 7151464中描述的申请人的装置取得了进步，已经注意到灵敏度依然取决于电气装备的情况，这容易理解，但是还要注意，灵敏度还取决于致动器的使用情况。
例如，当致动器在接收到命令之后被激活时，简单侦听接收机期间的良好灵敏度恶化。
这样的效果不能简单地归因于在致动器的电动机运转时由其引起的干扰。由此可见，当致动器被激活时，运动命令接收机的灵敏度恶化：因此，存在诸如紧急停止命令的优先命令比用于设定为运动的命令更不好接收的风险。
发明内容
本发明的目的是提供一种弥补这些缺点并改进现有技术中熟知的射频装置的射频发射和/或接收装置。具体地讲，本发明提出一种显著地弥补灵敏度低的缺点的装置，尤其当其被容纳在管型致动器中时更是如此，所述装置包括：电动机，用于驱动移动家庭自动化元件，尤其当致动器被安装在围绕其的金属管中时更是如此。本发明具体提出了一种结构非常简单的射频装置。
根据本发明的射频装置由权利要求1限定。
根据本发明的射频装置的各种实施例由权利要求2-10限定。
根据本发明的家庭自动化装置由权利要求11限定。
根据本发明的家庭自动化装置的另一个实施例由权利要求12限定。
附图说明
在参照附图的同时，通过阅读仅通过实例给出的下面的说明部分将更好地理解本发明，其中：
图1是包括根据本发明的射频装置的家庭自动化设备的图；
图2是包括根据本发明的射频装置的第一实施例的家庭自动化致动器的图；
图3是根据本发明的射频装置的第二实施例的图；
图4是解释为什么根据本发明的射频装置对从电源线流出的电流的强度不敏感的图；
图5是根据本发明的射频装置的第二实施例的基于印刷电路的布线的局部俯视图；
图6是以总体方式示出根据本发明的射频装置的结构的图；
图7是第三实施例的电气图；
图8是第四实施例的电气图；
图9是基于印刷电路的第四实施例的布线的局部示意性截面图。
具体实施方式
图1示出了包括命令发射机1的家庭自动化设备10。该命令发射机包括控制键盘2和射频装置3，诸如在此处用天线的符号表示的射频发射机。
命令发射机通过射频与致动器4通信，所述致动器4包括射频装置30，诸如基于射频的命令接收机和用其机械输出端6表示的电动机，所述机械输出端6也是致动器的输出部件。射频装置30接收由射频发射机发射的命令，并且如果必要的话，将其变换成用于电动机的控制命令。如图2中所示，射频装置包括调谐电路17和射频单元11。致动器的输出端与可移动元件7相连接，所述可移动元件7可以依据施加给电动机的命令，在第一方向DIR1上或者在第二方向DIR2上移动。可移动元件7被安装在建筑物或其包围物中，例如遮阳卷帘、露台窗板(terrace shutter)、车库门或大门，并且在建筑物的空间8中，例如在开间(bay)的前面移动。
从电源线9向致动器供电，所述电源线9也就是商用AC网络，例如230V、50Hz。
控制键盘包括控制键。根据用户按下的键，射频发射机发射：在第一方向上移动的命令、在第二方向上移动的命令、停止命令。
致动器配备有未示出的机电或电子装置，这使得在可移动元件到达空间8中其轨迹的末端时，可以自动停止电动机，例如如果处理的是遮阳卷帘，则其轨迹的末端是行进的顶端和行进的底端。
可供替换地，发射机可用于控制用于照明、加热/空调或通风、报警器、多媒体投影屏的装置，或确保建筑物或其包围物(大门、花园照明等)的舒适、能量管理和/或安全的任何装置。在该情况下，致动器是照明、加热/空调、报警致动器等。
优选地，命令发射机和命令接收机是双向型的，以便交换涉及合适地接收或合适地执行所接收的命令的信息。
该设备可以包括使用共用协议和识别部件通过同一个射频网络进行通信的若干命令发射机和/或致动器。
还可以在射频网络上安装气象检测传感器、或者空气存在或空气质量传感器、或者报警传感器，并且这里可以将其视为命令发射机，即使它们仅发送测量数据也可以。
将描述在由电源线向致动器供电的情况下的本发明，但本发明也应用于命令发射机或传感器，如果后者具有来自电源线的供电，如图1中把电源线9与命令发射机1相联结的虚线所示。
图2示出了通过相导线9a和中性导线9b(也标记为AC-H和AC-N)连接至电源线的致动器4。电缆包括和地相连并且和致动器的金属外壳相连的保护导线9c。该保护导线在双隔离致动器的情况下是不相关的。
致动器4配备有根据本发明的射频装置30的第一实施例。如下所述，该射频装置允许与电源线的点状连接，也就是说，在作为波长的函数沿电源供电电缆的定位上没有任何限制，并且在一部分电源供电电缆相对于剩余部分电源供电电缆的HF隔离上也没有任何限制。
射频单元11是纯接收机，或者是具有天线输入端ANT和控制信号输出端OUT的双向型接收机。射频单元包括本领域技术人员熟知的元件(未示出)，诸如供电装置、放大器-解调器HF电路、微控制器。因此，射频单元能够接收、解码控制命令，并能够可选地发射关于致动器状态的信息。
控制命令使控制信号通过控制线12从控制信号输出端OUT发送至切换单元13的输入端IN，所述切换单元13与电气负载14相连接，电气负载14包括电动机MOT。切换单元一方面通过表示为P0的内部相线15和表示为N0的内部中性线16与电气电源线相连接，另一方面与电动机相连接，当电动机被供电时，其输出端6驱动可移动元件。
在电动机是包括第一电动机端子P1、第二电动机端子P2和第三电动机端子N1的单相感应型的情况下，切换单元可以仅包括继电器，其使得可以依据所需的运动方向，将内部相线P0连接至第一电动机端子P1或连接至第二电动机端子P2，而将第三电动机端子N1连接至内部中性线N0。
在电动机是自驱动同步型或无刷型的情况下，切换单元包括整流器，其后例如跟随有三相逆变器，其三个输出端连接至三个电动机端子。也可以将整流器与切换单元分离。
在电动机是具有换向器和电刷的DC型的情况下，不存在第三电动机端子。切换单元包括整流器，其两个输出端子依据所需的旋转方向，或者通过继电器连接至第一电动机端子P1和第二电动机端子P2，或者使两个端子反相。
内部相线P0直接连接至相导线9a，而内部中性线N0通过调谐电路17连接至中性导线9b。射频单元11包括由GND表示的电接地端18，其尽可能近地连接至调谐电路、连接至内部中性线N0。图5中给出了最近的可能连接的实例。连接点和调谐电路之间的距离至少小于，优选地大大小于四分之一波长。
根据第一配置，表示为TUN的调谐电路17包括并联设置的至少一个绕组L1和一个第一电容器C1，并且被调谐至用于射频发射的载波的HF频率。
用第二电容器C2实现的HF链路19使得可以将射频单元11的天线输入端ANT连接至绕组L1的点。一切事情发生得好像就是绕组L1被分成了串联放置的两个耦合绕组，HF链路与两个绕组的公共端子相连接。
调谐电路包括被标记为21-23的三个端子，在图6的说明部分中对其进行详细描述。
通过连接至内部相线P0的供电输入端PS，并且通过电接地端GND，从电源电压向射频单元供电。射频单元内部的供电装置(未示出)将230V、50Hz的AC电的电压变换为内部电压，例如3VDC，其可以被用作射频单元中设置的各种电子元件的电源，并且其可以用在内部供电线VCC和电接地端GND之间。
因此，请注意，向致动器供电的电流I-ACT、或致动器电流经过调谐电路。这是低频(例如50Hz)的AC电流，其强度可以随致动器的活动模式而改变。在电源电缆上传播的射频分量被调谐电路中包含的并联谐振电路L1、C1(或“储能电路”)阻塞。相反，由于该拓扑图允许通过储能电路对致动器进行AC供电，并设置了电接地端GND，如所指出的，所以，从并联谐振电路抽出的HF射频分量不被致动器的消耗干扰。
图3描述了射频装置30’的实施例的第二模式。在该第二模式下，调谐电路17’(表示为TUN＊)包括串联设置的第三电容器C3和第四电容器C4，代替电容器C1。这次，是这两个电容器的公共点(用于HF链路19)连接至射频单元11的天线输入端ANT，所述HF链路由第二电容器C2实现。同样地，射频单元11包括电接地端GND，其尽可能近地连接至调谐电路、连接至内部中性线N0。此第二配置更容易实现，是因为与电容器C3和C4并联地设置了包括电线绕组的电感器L2，从而不必插入中间插头。
在本发明的框架内可以想到调谐电路的其它配置，只要致动器电流I-ACT能够直接经过调谐电路，并且调谐电路阻塞射频电流在致动器电流内通过。
电流I-ACT的强度可以随致动器的活动模式而改变。依据射频单元的状态，并且依据其施加给切换单元的控制信号，例如假设三种活动模式。
第一模式MOD1对应于射频单元的待机模式，其中，仅监视在天线输入端，例如在包括信号电平指示器的前置放大器的输出端处拾取的电平，以便如果超过了特定的HF信号阈值，便能够激活射频单元的其它元件。
在该第一待机模式中，仅少数部件与内部相线和内部中性线物理地连接，并且电流I-ACT的强度I1较低。由在该第一活动模式下激活的部件示出的等效电容被称为CP1。
第二模式MOD2对应于射频单元的工作模式，其中，其所有元件被激活以便接收、解码或编码以及解释在待机模式下检测到的射频信号。射频单元的所有元件与内部相线和内部中性线物理地连接，或者通过这些后者供电，并且电流I-ACT的强度I2比前一种情况下的大，例如5倍大。一样，由在该第二活动模式下激活的部件示出的等效电容值被称为CP2。
第三模式MOD3对应于射频单元的之前工作模式，添加了切换单元和电动机供电的激活、或由切换单元操作的任何其它电气负载的激活。这次，电流I-ACT的强度I3为其额定值，例如比前一种情况大1000倍。由在该第三活动模式下激活的部件示出的等效电容值被称为CP3。
图4示出了与根据活动模式的本发明的操作等效的简化的图。该图可以就与致动器供电情况的显著修改有关的致动器的稳健性方面，解释本发明中所使用拓扑的优越性能。所示的调谐电路是按照其第一配置TUN设置的。
请注意，根据活动模式，电容器C1由于与电容组件并联地放置而受到干扰，所述电容组件是通过与所考虑的活动模式的等效电容CP1或CP2或CP3串联设置电源线寄生电容CPM而构成的，所述电源线寄生电容CPM看起来设置在相导线AC-H和中性导线AC-N之间。
电源线寄生电容CPM部分取决于带有导线AC-H和AC-N的电缆的电线结构，但基本上取决于图5中稍后示出的印刷电路上的迹线(track)AC-H和AC-N的布局。
与三个等效电容CP1或CP2或CP3相比，该电源线寄生电容CPM有时较小。电容组件变得基本上等效于单个电容CPM。因此，其满足了CPM与设计者为第一电容器C1选择的电容值相比也较小的需要，从而与电源线的耦合变得不依赖于第一电容器C1并且不依赖于致动器的使用情况。
举例来说明，我们选择C1＝4.7pF(部分可调)。尽管较低，第一电容器C1的电容与网络的寄生电容CPM相比仍然较高。设计者从其推导出电感值L1，电感值L1允许电路L1-C1在选择的频率范围内谐振，例如L1＝47nH，以便在400-MHz的范围内工作。将第二电容器C2的电容值确定为，不仅确保HF链路19，而且还能使从天线输入端看到的阻抗与所提倡的值例如50ohm相匹配。我们以C2＝100pF为例。
应当注意，于是第二电容器C2的角色为允许阻抗匹配，而不是将耦合点的电位和接地电位断开，因为耦合点几乎就处在接地电位。组件L1-C1的某些选择可以避免使用第二电容器C2，而仅用传导电线来确保HF链路19。
为第一电容器C1选择较高的电容似乎在以下方面是有益的：更好地保证装备相对于网络寄生电容CPM的可能变化不敏感。但是，其导致用于确定频率的电感器L1的值较低。因此，存在这样的风险：难以实现对L1的掌握。发明人已经注意到，此处指明的值在433MHz的频率下给出了极好的结果。对于更高频率，例如868MHz，诸如2pF和22nH的值也给出了极好的结果。
图5示出了在双面印刷板PCB上的射频装置的布线情况的示例，可以看到双面印刷板PCB的上表面。
该示例使用的附图标记与图2相同，但射频单元30’为第二实施例，其包括调谐电路的第二配置TUN＊。
在该简化的示例中，假设致动器用于控制简单负载，例如电灯泡。因此，切换单元仅包括单极继电器REL和其激活晶体管TR。继电器的主触点在上部，而其控制线圈的供电触点在底部。
输出电缆(未示出)一方面与连接至继电器的主输出触点的迹线相连接，所述迹线等效于图2中的线P1，而另一方面直接与内部中性线N0相连接。
射频单元包括供电电路REG和射频电路RFX，例如双向的，也就是说，包括用于在天线输入端ANT上接收和发射射频信号所需的所有元件。如上所述，该电路还包括微控制器。供电电路包括向射频电路供电的内部供电线VCC，并且在晶体管TR导通时，其还向继电器REL供电。
调谐电路是第二配置的调谐电路。以具有印刷匝的绕组的形式来实现电感器L2。在图5中，匝数相对较高并且对应于100MHz数量级的频率。对于433MHz的频率，匝数会少两到三倍。
电感器L2的第一端连接至电源电缆的中性导线AC-N。电源电缆的相导线AC-H与连接至供电电路的迹线和继电器REL的主触点相连结。该迹线等效于图2中的内部相线P0。要注意分别在两个电源导线的电位处的迹线之间的隔离距离。
调谐电路包括串联设置的第三电容器C3和第四电容器C4，其公共点连接至第二电容器C2，第二电容器C2还连接至射频电路的天线输入端。
电感器L2被限定在将印刷匝与第三和第四电容器的每一个自由端相连接的点之间。
恰在将第四电容器C4与电感器L2相连接的点处得到电接地端GND。必需将射频电路的电接地端和供电电路的电接地端在该点处连接，以便获得最佳结果，至少在该类型的不具有接地平面的简化配置中。公知的是，本领域技术人员为一般包括两个以上层的这种印刷电路采用接地平面。
另一方面，仍在图5的情况下，处于射频级的不关键的其它元件可以在其它点与连接至电接地端GND的任何迹线相连接。例如，允许向继电器控制线圈供电的晶体管TR使其集电极(上端子)与继电器相连结，其基极(中间端子)与射频电路的输出端OUT相连结，而其发射极(下端子)直接与等效于图2的内部中性线N0的迹线相连结。晶体管TR的基极等效于图2的切换单元的输入端IN。
非常明显，构成电感器L2的迹线的宽度的尺寸被设置为使得其中可以没有任何问题地流动额定强度的致动器电流I-ACT，例如2安培。不过，只要其使谐振电路具有非常低的寄生电阻，从而具有非常好的品质因子，那么这种尺寸限制就是有益的。如果使用线绕组实现电感器L2，那么也同样采取满足相同要求的线直径。
图6完全概括地描述了射频单元11和调谐电路17之间的链路的拓扑，其一方面通过HF链路19将构成其天线输入端ANT的射频信号输入端或输出端20与调谐电路17的第一端子21相联结。将调谐电路通过第二端子22连接至AC电源线9的导线9b之一，通过第三端子23连接至射频单元的电接地端(GND)，能够阻塞第二端子和第三端子之间的射频信号的传导并且向该装置供电的AC电流(I-ACT)在第二端子和第三端子之间穿过。第三端子23到电接地端的连接对于射频信号必须是有效的，也就是说，其可以按照以下方式实现：直接通过导线、或通过在所考虑频率阻抗为零或非常低的电容链路。
因此，可以通过调谐电路的性质和该调谐电路上的信号抽出的性质、以及通过所述电路的接地连接的性质来区分各个实施例，但所有实施例的共同之处是：向由该装置控制的电气负载供电的电流穿过调谐电路。
因此，图7描述了本发明的第三实施例，其中将具有二极管桥D1-D4的整流器25用在射频单元11的供电电路中。二极管的公共阳极与滤波电容器C6的第一端相连接，所述滤波电容器C6通过其第二端与接地端相连接，并且与调节器的输入端相连接，所述调节器的输出端与射频单元的正供电端子VCC相连接，而调节器的公共端子与接地端GND相连接。与图3的调谐电路17’相同，调谐电路17”包括分别与调谐电路17’的三个端子21’-23′相同的三个端子21”-23”。
在该第三实施例中，第五电容器C5在调谐电路的第三端子23”和接地端之间建立电容链路。对于射频信号，该电容链路等效于传导线。
可供替换地，并且更加如此地，信号的频率越高，二极管D1的寄生电容越可以确保电容链路，而不必须使用真正的电容器。
在第一导线中流动的AC电流在第二端子和第三端子之间穿过调谐电路17”。
如果致动器包含电气负载14’，诸如具有换向器的DC型电动机或无刷型电动机，则整流器25还用于向诸如电动机的电气负载供电。于是，负载的电流在调谐电路中流动。
图7的装备的缺点是第三端子上的电压幅度达到了AC电源线的电压幅度的两倍。调谐电路的元件的端子之间的电压幅度非常小，在调谐电路的第一端子上重新得到几乎相同的幅度。因此，这要求使用能够支持大于600V的高电压的第二电容器C2。
这个电压限制对于第五电容器C5是相同的。然而，在第二电容器C2和第五电容器C5之间存在显著的差异。
具体地讲，准确的电容值对于后者并不太重要，只要其大得足以可以被视为短路。相反，第二电容器C2的电容值被阻抗匹配限制固定，并要求一定的精确度。然而，对于非常小的电容值(几十皮法拉)，高电压电容器仅有非常小的标准选择。于是，现有值的非常有限的选择阻碍了以合理的成本获得好的匹配。
图8中示出的第四实施例使得可以通过使用仍然包括第一端子21”’、第二端子22”’和第三端子的调谐电路17”’(表示为TUN＊＊)来弥补该缺点，所述第一端子21”’通过由第二电容器C2确保的HF链路连接至射频单元的射频信号输入端，所述第二端子22”’连接至AC电源线的第一导线AC-N，所述第三端子通过借助于第五电容器C5的电容链路连结至射频电路的接地端GND。第五电容器充当射频信号的传导线。
调谐电路在第二端子和第三端子之间还包括与第三电感器L3并联的第七电容器C7。在第一导线中流动的AC电流穿过在这些端子之间的第七电容器C7，并且对于由第七电容器C7和第三电感器L3构成的储能电路的调谐频率，其阻塞在这两个端子之间传导射频信号。
第三电感器L3的绕组与第四电感器L4的绕组相耦合。优选地，根据与第二电感器L2相同的原理，使这两个电感器在印刷电路的两面上彼此相对。因此，这两个绕组的组件等效于变压器。变压器的次级电路包括与第九电容器C9串联的第八电容器C8，该组件同样被调谐至信号的频率。这两个电容器的公共点充当调谐电路的第一端子21”’，该端子与射频单元的射频信号输入端相连接。
图9是印刷电路PCB’的第四实施例的布线的局部示意截面图。
以阴影线形式表示形成电感器L3的第一绕组(同心印刷匝)的位置和形成电感器L4的第二绕组的位置，电感器L3被设置在印刷电路的第一面，而电感器L4被设置在与第一绕组相对的、印刷电路的相反面。优选地，这些绕组是同心的。因此，两个绕组被耦合以便形成变压器。
即使在该实施例中，制造本发明仍然比制造现有技术的系统简单至少两倍，尤其通过将电感器的数量最小化更是如此，现有技术的系统永远难以制造，并且占据大量空间。在图8的最差的情况下，也仅需要两个电感器，但它们仅占据一个的空间，因为它们分别被设置在印刷电路的两面。
同样在图7的情况下，整流器25也被用于向诸如电动机的电气负载供电，如果致动器包含诸如具有换向器的DC型电动机或无刷型电动机的电气负载14’。于是，负载的电流在调谐电路中流动。
在网络寄生电容CPM较为显著的情况下，然而，如图7和8中所示，在第二电源导线AC-H上设置并行LC储能电路型的附加阻塞电路40也是有益的。
本发明被示出为区分中性导线和相导线。颠倒这两个导线对恰当地操作该装置没有影响。另一方面，本发明的原理避免并防止了在现有技术文献中遇到的、在中性和相导线的两个输入点之间设置在所考虑的频率下具有很大值的电容器(例如，大于500pF的电容)，以便对其施加用于射频的同一个电位。在图2中，这样的电容器24(表示为C15)的位置由虚线表示。具体地讲，这样的选择导致在图4中用C15替换CPM，从而给出又与C1并联的等效电容，其大大地取决于活动模式并可能与C1相比具有较大值，从而大大地影响谐频率。
因此，在天线介质和从AC电气电源线供电的射频单元之间接收或发射射频RF信号的情况下，陈述了本发明，AC电气电源线充当长度不确定的接收天线或发射天线。其在大于100MHz的频率范围内特别有益。其使得对于连接至电源线的任何命令发射机或命令接收机，通过使用在联结到电源线的点附近的电源线电缆的不确定部分作为发射或接收天线，可以以天线形式接收或发射通过RF波发送的命令，这样做不会被命令发射机或命令接收机的活动模式的变化干扰。
与现有技术中描述的、申请人之前使用的电源线耦合装备相比，本发明实现了灵敏度的增益为30％-50％，并且最重要的是，使得能够获得完美的各向同性的灵敏度图，甚至对于电源线供电电缆的各种配置。此外，最大尺寸的印刷电路(被电感耦合的要求而固定)所节省的空间大于5cm。
最后，本发明在对由电源线传递的寄生过电压的保护方面展示出了显著的优点。当存在射频单元的天线输入端与电源导线的直接电容耦合时，如在现有技术中的某些装置中，该耦合向射频单元传递高频下的全部能量干扰。这导致了对保护元件的需要。
调谐电路17本身允许高频下的保护：电容器C1将整个调谐电路短路、从而还将第一配置TUN中的HF链路和调谐电路之间的公共点短路，电容器C4直接将第二配置TUN＊中的HF链路和调谐电路之间的公共点短路，或者对于第三配置TUN＊＊中的电容器C9也同样。
本发明以自然的方式应用于通过供电输入端PS由AC电源线向射频单元供电的情况。可供替换地，通过连接至例如光电板的电池或蓄电池或超级电容器，以分离的方式向射频单元供电。
例如，当禁止AC电源线待机的所有消耗时，这种类型的单独供电是有益的。
Claims (12)
1、一种用于向至少一个电气负载(14；14’)供电的射频装置(30；30’；30”；30’”)控制部件，包括射频信号发射机和/或接收机类型的射频单元(11)，并且通过第一导线(9b)连接至AC电源线(9)，其中射频单元包括通过HF链路(19)连接至射频装置的调谐电路(17；17’)的第一端子(21)的射频信号输出和/或输入端(20)，该调谐电路：
通过第二端子(22)连接至第一导线，
通过第三端子(23)连接至射频单元的电接地端(GND)，
配备有用于阻塞第一导线上的射频信号在第二端子和第三端子之间传导的部件(L1，C1；L2，C3，C4)，以及
在第一导线中流动并且向所述电气负载供电的AC电流(I-ACT)在第二端子和第三端子之间穿过。
2、如权利要求1所述的射频装置，其中调谐电路通过第三端子由直接链路(18)连接至电接地端(GND)。
3、如权利要求1所述的射频装置，其中调谐电路通过第三端子由电容链路(C5)连接至电接地端(GND)。
4、如权利要求2或3所述的射频装置，其中用于阻塞射频信号的传导的部件在第二和第三端子之间包括与电容器(C1，C7)并联安装的第一绕组(L1，L3)。
5、如权利要求4所述的射频装置，其中第一端子或者直接连接在第一绕组(L1)的两端之间，或者连接至与第二绕组(L4)串联设置的两个电容器(C8，C9)的公共端子，所述第二绕组(L4)与第一绕组(L3)相耦合从而形成变压器。
6、如权利要求2或3所述的射频装置，其中用于阻塞射频信号的传导的部件在第二和第三端子之间包括与串联的两个电容器(C3，C4)并联安装的绕组(L2)，第一端子与这两个电容器的公共端子相连接。
7、如前述权利要求中任一项所述的射频装置，其中调谐电路包括以印刷匝的形式实现的绕组。
8、如前述权利要求中任一项所述的射频装置，其中射频信号具有大于100MHz的频率。
9、如前述权利要求中任一项所述的射频装置，其中射频单元与AC网络的第二导线(9a)相连接，并由AC网络供电。
10、如前述权利要求中任一项所述的射频装置，其中AC电源线的第一和/或第二导线构成用于射频信号的长度不确定的接收或发射天线，射频信号为RF类型的并且经由所述天线在天线介质和射频单元之间被发射和接收。
11、一种家庭自动化装置(1；4)，包括至少一个电气负载(14，14’)，并且确保建筑物或其包围物中的舒适、能量管理和/或安全的功能，该装置包括如前述权利要求中任一项所述的射频装置，所述射频装置由第一和第二导线供电，并且其中，所述电气负载由在第二和第三端子之间流经调谐电路的电源电流供电。
12、如前述权利要求所述的家庭自动化装置(1；4)，该装置包括几种活动模式(MOD1，MOD2，MOD3)，在第二和第三端子之间流经调谐电路的电源电流取决于活动模式。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR0801971A FR2930093A1 (fr) | 2008-04-10 | 2008-04-10 | Dispositif de type emetteur et/ou recepteur de signaux radioelectriques |
| FR0801971 | 2008-04-10 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101557032A true CN101557032A (zh) | 2009-10-14 |
| CN101557032B CN101557032B (zh) | 2014-09-03 |
Family
ID=39811755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN200910133525.1A Active CN101557032B (zh) | 2008-04-10 | 2009-04-10 | 用于控制向电气负载供电的射频控制装置 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8044630B2 (zh) |
| EP (1) | EP2109226B1 (zh) |
| JP (1) | JP5204027B2 (zh) |
| CN (1) | CN101557032B (zh) |
| ES (1) | ES2394747T3 (zh) |
| FR (1) | FR2930093A1 (zh) |
| PL (1) | PL2109226T3 (zh) |
| RU (1) | RU2488923C2 (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103109439A (zh) * | 2010-09-15 | 2013-05-15 | 三星电子株式会社 | 用于无线功率发送和接收的设备 |
| CN104617970A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-05-13 | 东南大学 | 一种全集成抗阻塞射频接收前端架构 |
| CN107223313A (zh) * | 2014-11-18 | 2017-09-29 | Somfy两合公司 | 通过射频信号控制家用电器的设备、相关的家用电器和包括这种电器的住宅自动化管理技术设备 |
| CN111585600A (zh) * | 2019-02-15 | 2020-08-25 | 施耐德电器工业公司 | 射频传输线、射频设备和用于监控包括该设备的设施的系统 |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB0810784D0 (en) * | 2008-06-12 | 2008-07-23 | Cooper Fire Ltd | Brake arrangement |
| US8575872B2 (en) | 2010-02-23 | 2013-11-05 | Homerun Holdings Corporation | High efficiency roller shade and method for setting artificial stops |
| US8659246B2 (en) | 2010-02-23 | 2014-02-25 | Homerun Holdings Corporation | High efficiency roller shade |
| US9249623B2 (en) | 2010-02-23 | 2016-02-02 | Qmotion Incorporated | Low-power architectural covering |
| US9194179B2 (en) | 2010-02-23 | 2015-11-24 | Qmotion Incorporated | Motorized shade with the transmission wire passing through the support shaft |
| CN102859708B (zh) | 2010-04-28 | 2016-04-13 | 诺基亚技术有限公司 | 光伏电池装置 |
| US8351879B2 (en) * | 2010-12-28 | 2013-01-08 | Lockheed Martin Corporation | Safe area voltage and current interface |
| US8960260B2 (en) * | 2011-11-01 | 2015-02-24 | Homerun Holdings Corporation | Motorized roller shade or blind having an antenna and antenna cable connection |
| CN104682992B (zh) * | 2015-01-22 | 2017-06-20 | 络达科技股份有限公司 | 无线收发芯片的电路 |
| CN105115049B (zh) * | 2015-07-31 | 2018-06-26 | 深圳市鼎信科技有限公司 | 空气净化器及其控制方法 |
| FR3061340B1 (fr) * | 2016-12-26 | 2019-05-31 | Somfy Sas | Dispositif multifrequence, dispositif de commande et/ou de controle, equipement domotique et systeme multifrequence associe |
| JP7313477B2 (ja) * | 2019-05-08 | 2023-07-24 | テレフオンアクチーボラゲット エルエム エリクソン（パブル） | マルチバンドイコライザ |
| RU208387U1 (ru) * | 2021-01-25 | 2021-12-16 | Владимир Дмитриевич Купцов | Устройство накопления энергии для питания датчиков и индикаторов, имеющих контакт с шинами переменного напряжения от 6 кВ и выше |
| FR3143886A1 (fr) | 2022-12-14 | 2024-06-21 | Profalux Industrie | Système de commande par signaux radiofréquences d'un appareil électrique domestique, comportant un coupleur sur circuit imprimé |
Family Cites Families (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2581983A (en) | 1947-05-01 | 1952-01-08 | Philco Corp | Line-cord antenna |
| GB702525A (en) | 1950-04-29 | 1954-01-20 | Emi Ltd | Improvements relating to radio antennas |
| US3290601A (en) | 1963-06-07 | 1966-12-06 | Philco Corp | Line cord and monopole antenna system |
| US4194178A (en) | 1975-02-07 | 1980-03-18 | Rexnord Inc. | Electric motor with internal wireless load monitor |
| SE428338B (sv) | 1981-11-16 | 1983-06-20 | Mobiltelefonservice Ab | Anordning for radiokommunikation i atminstone en riktning inom en storre byggnad eller liknande |
| US4918690A (en) * | 1987-11-10 | 1990-04-17 | Echelon Systems Corp. | Network and intelligent cell for providing sensing, bidirectional communications and control |
| GB2280043B (en) * | 1993-07-13 | 1997-10-01 | Wai Chau Ho | Electrically controlled curtains |
| EP0718908B1 (en) * | 1994-12-22 | 2001-10-31 | Texas Instruments Deutschland Gmbh | A circuit arrangement for the transmission of an RF signal |
| US6414587B1 (en) * | 1998-03-13 | 2002-07-02 | The Chamberlain Group, Inc. | Code learning system for a movable barrier operator |
| TW407394B (en) * | 1997-10-16 | 2000-10-01 | Toshiba Corp | Frequency converter to output electric driving power to motor and filter installed on it |
| US6104920A (en) * | 1998-03-26 | 2000-08-15 | Nortel Networks Corporation | Radio communication device antenna arrangements |
| US6998962B2 (en) * | 2000-04-14 | 2006-02-14 | Current Technologies, Llc | Power line communication apparatus and method of using the same |
| FR2825498B1 (fr) * | 2001-06-01 | 2003-09-26 | Somfy | Dispositif d'entrainement a commande par radiofrequence |
| JP4206668B2 (ja) * | 2002-01-08 | 2009-01-14 | ダイキン工業株式会社 | ノイズフィルタ、室外機及び空気調和機 |
| FR2844125B1 (fr) * | 2002-09-03 | 2004-12-17 | Inventel Systemes | Base centrale pour reseau local de radiocommunication prive et dispositif de radiocommunication incluant une telle base. |
| JP2006054502A (ja) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Sony Ericsson Mobilecommunications Japan Inc | 携帯通信端末及び携帯端末システム |
| US7286026B2 (en) * | 2004-09-02 | 2007-10-23 | Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. | Serial signal injection using capacitive and transformer couplings for power line communications |
| JP4578946B2 (ja) * | 2004-11-19 | 2010-11-10 | 関西電力株式会社 | 電力線搬送通信用伝送特性調整装置、電力線搬送通信装置及びコンセント |
| JP2009513093A (ja) * | 2005-10-19 | 2009-03-26 | ソムフィ ソシエテ パ アクシオンス シンプリフィエ | ローラーブラインドアクチュエータを制御する方法 |
| JP4569449B2 (ja) * | 2005-11-22 | 2010-10-27 | ソニー株式会社 | 受信機 |
| CN101449424A (zh) * | 2006-05-29 | 2009-06-03 | 松下电器产业株式会社 | Ac适配器及便携式终端设备 |
| US7957166B2 (en) * | 2007-10-30 | 2011-06-07 | Johnson Controls Technology Company | Variable speed drive |
| US8174853B2 (en) * | 2007-10-30 | 2012-05-08 | Johnson Controls Technology Company | Variable speed drive |
| US8891250B2 (en) * | 2008-01-04 | 2014-11-18 | Cue, Inc. | Audio device with integrated switching power supply |
| US8194381B2 (en) * | 2008-08-06 | 2012-06-05 | Advanced Integrated Technologies | Electrical ground transient eliminator assembly |
| US8755204B2 (en) * | 2009-10-21 | 2014-06-17 | Lam Research Corporation | RF isolation for power circuitry |
| US8576022B2 (en) * | 2009-12-02 | 2013-11-05 | International Business Machines Corporation | Tuning a programmable power line filter |
-
2008
- 2008-04-10 FR FR0801971A patent/FR2930093A1/fr active Pending
-
2009
- 2009-04-06 ES ES09157422T patent/ES2394747T3/es active Active
- 2009-04-06 EP EP09157422A patent/EP2109226B1/fr active Active
- 2009-04-06 PL PL09157422T patent/PL2109226T3/pl unknown
- 2009-04-09 RU RU2009113417/08A patent/RU2488923C2/ru active
- 2009-04-09 US US12/421,237 patent/US8044630B2/en active Active
- 2009-04-10 JP JP2009096302A patent/JP5204027B2/ja active Active
- 2009-04-10 CN CN200910133525.1A patent/CN101557032B/zh active Active
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103109439A (zh) * | 2010-09-15 | 2013-05-15 | 三星电子株式会社 | 用于无线功率发送和接收的设备 |
| US9252604B2 (en) | 2010-09-15 | 2016-02-02 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Apparatus for wireless power transmission and reception |
| CN103109439B (zh) * | 2010-09-15 | 2016-03-16 | 三星电子株式会社 | 用于无线功率发送和接收的设备 |
| CN107223313A (zh) * | 2014-11-18 | 2017-09-29 | Somfy两合公司 | 通过射频信号控制家用电器的设备、相关的家用电器和包括这种电器的住宅自动化管理技术设备 |
| CN107223313B (zh) * | 2014-11-18 | 2019-07-05 | Somfy两合公司 | 家用电器和控制其的设备以及住宅自动化管理技术设备 |
| CN104617970A (zh) * | 2015-02-10 | 2015-05-13 | 东南大学 | 一种全集成抗阻塞射频接收前端架构 |
| CN111585600A (zh) * | 2019-02-15 | 2020-08-25 | 施耐德电器工业公司 | 射频传输线、射频设备和用于监控包括该设备的设施的系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2394747T3 (es) | 2013-02-05 |
| EP2109226A2 (fr) | 2009-10-14 |
| RU2488923C2 (ru) | 2013-07-27 |
| CN101557032B (zh) | 2014-09-03 |
| EP2109226A3 (fr) | 2010-08-25 |
| JP2009253989A (ja) | 2009-10-29 |
| US8044630B2 (en) | 2011-10-25 |
| EP2109226B1 (fr) | 2012-08-29 |
| JP5204027B2 (ja) | 2013-06-05 |
| PL2109226T3 (pl) | 2013-04-30 |
| US20090258606A1 (en) | 2009-10-15 |
| RU2009113417A (ru) | 2010-10-20 |
| FR2930093A1 (fr) | 2009-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101557032B (zh) | 用于控制向电气负载供电的射频控制装置 | |
| US9865391B2 (en) | Wireless power repeater and method thereof | |
| KR20160100755A (ko) | 무선전력 송신장치 및 송신방법 | |
| US20180316388A1 (en) | Wireless power transmitter, wireless power receiver, and wireless system, for transmitting and receiving wireless signal, and operating method therefor | |
| CN201955637U (zh) | 无线控制开关装置 | |
| US9912487B2 (en) | DC power distrubution system | |
| CN110140155B (zh) | 多频设备、控制和/或监视设备、相关的多频系统和住宅自动化设施 | |
| US20060077614A1 (en) | Repeater with selective repeat | |
| CN102541024B (zh) | 一种控制轨道继电器的控制系统和控制方法 | |
| KR101063979B1 (ko) | 지능형 조명 기기 | |
| KR20160054410A (ko) | 무선 전력 송신 장치 및 방법 | |
| JP6241421B2 (ja) | 制御装置、制御方法、およびプログラム | |
| CN115987330A (zh) | 一种能够实现可靠急停的载波通信电路 | |
| RU2009120972A (ru) | Вживляемое устройство с дистанционным считыванием | |
| GB2373976A (en) | Data transmission along electric fences | |
| CN214956635U (zh) | 一种无线继电器阵列智能控制装置 | |
| CN202563317U (zh) | 一种控制轨道继电器的控制系统 | |
| CN210666403U (zh) | 一种单火线智能开关系统 | |
| EP3322259B1 (en) | Double dimmer antenna configuration | |
| CN203672959U (zh) | 10kv及以下电力线路刀闸操作安全提示装置 | |
| KR20170089350A (ko) | 무선 전력 송수신 장치 | |
| CN105245023A (zh) | 一种用于无线充电系统的电子电路、系统 | |
| EP4342048A1 (en) | Wireless powered miniature circuit breaker (mcb) | |
| CN114859807A (zh) | 一种单火线负荷线路的控制系统 | |
| CN201838110U (zh) | 电力设备多重报警装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: Fa Guokelvsi Patentee after: SOMFY ACTIVITES S.A. Address before: Fa Guokelvsi Patentee before: SOMFY Lianghe Co. |
|
| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |