CN106797232B - 电力线载波和通信的电路及其方法 - Google Patents

电力线载波和通信的电路及其方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106797232B
CN106797232B CN201580054294.9A CN201580054294A CN106797232B CN 106797232 B CN106797232 B CN 106797232B CN 201580054294 A CN201580054294 A CN 201580054294A CN 106797232 B CN106797232 B CN 106797232B
Authority
CN
China
Prior art keywords
power line
current
circuit
current source
plc
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.)
Active
Application number
CN201580054294.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106797232A (zh
Inventor
L·C·斯瑞特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Analog Devices Inc
Original Assignee
Analog Devices Inc
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Analog Devices Inc filed Critical Analog Devices Inc
Publication of CN106797232A publication Critical patent/CN106797232A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106797232B publication Critical patent/CN106797232B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/08—Modifications for reducing interference; Modifications for reducing effects due to line faults ; Receiver end arrangements for detecting or overcoming line faults
    • H04L25/085—Arrangements for reducing interference in line transmission systems, e.g. by differential transmission
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/02—Details
    • H04B3/04—Control of transmission; Equalising
    • H04B3/06—Control of transmission; Equalising by the transmitted signal
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/542—Systems for transmission via power distribution lines the information being in digital form
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0212—Channel estimation of impulse response
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L25/00—Baseband systems
    • H04L25/02—Details ; arrangements for supplying electrical power along data transmission lines
    • H04L25/0202—Channel estimation
    • H04L25/0224—Channel estimation using sounding signals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Cable Transmission Systems, Equalization Of Radio And Reduction Of Echo (AREA)

Abstract

电力线载波(PLC)易受电力线上的瞬变和电磁干扰(EMI)的影响。为了解决电力线上的瞬变和EMI，改进的电力PLC涉及使用受控电流源在电力线上传输信号，其中电流源由信号调制。电流源输出被设计为独立于电力线和负载上的电压，因此不太容易受到电力线上的瞬变和EMI的影响。改进的PLC的系统架构还允许简单、可预测和灵活的中断。在汽车行业的示例实施方式中，改进的高频PLC可以为现有的通信接口提供低成本的替代。改进的PLC可以整合系统车载通信，减少车载线路，提供系统灵活性，降低车辆重量和系统成本。

Description

电力线载波和通信的电路及其方法
对相关专利申请的交叉引用
本专利申请要求题为“POWER LINE CARRIER/COMMUNICATIONS WITH IMPROVEDIMMUNITY FOR TRANSIENTS AND ELECTROMAGNETIC INTERFERENCES”并且2014年10月6日提交的美国非临时专利申请No.14/506,824的优先权权益和/或接收其利益。该非临时专利申请其全部在此通过引用被并入。
技术领域
本发明涉及集成电路领域，特别涉及可用于通过电力线发送和/或接收信号的电力线载波电路。
背景技术
现代电子系统通常包括各种电子模块，其协作以为整个系统提供丰富的功能。例如，作为现代电子系统的汽车包括气候控制系统、电动车窗控制系统、转向控制系统、传感器、气囊安全系统和音响系统等电子模块。每个电子模块连接到电力线从集中式电源(例如直流电源，例如电池)接收电力。为了彼此配合，电子模块可以通过互连不同电子模块的电线的单独网络彼此通信。通过单独的电线网络进行通信可以是可靠的，但是由于需要提供电线网络和专用通信接口，这种方案可能是昂贵的。在某些情况下，提供电线来互连电子模块是不可能或方便的。
为了克服这个问题，已经开发了电力线载波(或有时被称为“电力线通信”)技术，以允许电子模块通过已经将电子模块彼此互连的电力线路进行通信。本公开涉及电力线载波或电力线通信简单地作为PLC。PLC通过允许数据被携带在同时用于向电子模块传递电力的电力线上进行操作。家庭使用的一个技术例子是X10，可以用于不同的家电在家中相互通信。例如，X10允许将温度读数从家庭的一个恒温器通过电力线传输到家庭另一部分的气候控制系统。在这个例子中，电源是交流(AC)电源而不是直流电源(注意，PLC可以用于直流和交流电力线)。
发明内容
电力线载波(PLC)易受电力线上的瞬变和电磁干扰(EMI)的影响。为了解决电力线上的瞬变和EMI，改进的PLC涉及使用受控电流源在电力线上传输信号，其中电流源由信号调制。电流源输出设计为独立于电力线和负载上的电压，因此不太容易受到电力线上的瞬变和EMI的影响。改进的PLC的系统架构还允许简单、可预测和灵活的终止。在汽车行业的示例实施中，改进的高频PLC可以为现有的通信接口提供低成本的替代。改进的PLC可以整合系统车载通信，减少车载线路，提供系统灵活性，降低车辆重量和系统成本。
附图说明
为了更全面地了解本公开及其特征和优点，参考结合附图进行的以下描述，其中相同的附图标记表示相同的部分，其中：
图1示出了连接到电力线并且通过单独的通信接口与其他电子模块通信的电子模块；
图2示出了具有PLC的电子模块；
图3-5示出了示例性瞬态保护器；
图6示出了根据本公开的一些实施例的具有改进的PLC的示例性电子模块；
图7示出了根据本公开的一些实施例的示例性PLC系统架构，其具有提供发射信号VSIG的发射器和具有输出电流ISIG的电流源；
图8示出了根据本公开的一些实施例的具有连接到电力线的输出电流ISIG的电流源的示例性电路架构，其中输出电流ISIG由发射器的发射信号VSIG调制。
图9示出了根据本公开的一些实施例的具有连接到电力线的输出电流ISIG的电流源的另一示例性电路架构，其中输出电流ISIG由发射器的发射信号VSIG调制。
图10示出了根据本公开的一些实施例的具有连接到电力线的输出电流ISIG的电流源的另一示例性PLC系统架构，其中输出电流ISIG由发射器发射信号VSIG调制；
图11示出了电流源的跨导级的示例性电路结构，其具有连接到电力线的输出电流ISIG，其中根据发射器的一些实施例，输出电流ISIG由发射器发射信号VSIG调制披露；
图12示出了根据本公开的一些实施例的具有用于PLC的改进的前端的另一示例性电子模块；和
图13示出了根据本公开的一些实施例的具有用于PLC的改进的接收器的另一示例性电子模块。
具体实施方式
了解不通过电力线传输通信信号的通信系统
现代电子系统是复杂的，并且通常将包括用于执行广泛功能的许多不同的电子模块。通常，电子模块连接到电力线以从诸如电池或一些其它合适的电源的集中式电源接收电力。
图1示出了连接到电力线并且通过单独的通信接口与其它电子模块通信的电子模块。为了简单起见，示出并描述了许多可能的电子模块中的一个电子模块。参考图1，电子模块102连接到正电力线104和负(或地)电力线106。电子模块102可以经由调节器108从电力线104和106接收电力，以确保电力调节为与电子模块102一起操作。
在电子模块102和电力线之间，可以提供反向电池保护装置110，以防止反向电池安装或电力线的其他异常配置损坏电子模块102。可以提供反向电池保护装置110的功能使用与电力线串联的二极管来确保正常工作电流流动。在其他一些情况下，可以使用金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)来提供反向电池保护110的功能。此外，提供一些滤波电容器112(或一些其它滤波电子器件)以滤除不期望的信号，例如噪声，瞬变和电磁干扰(EMI)。
在汽车中，各种电子模块例如电子模块102可以包括以下的一个或多个：发动机电子装置、传动电子装置、底盘电子装置、主动安全电子装置、传感器电子装置、驾驶员辅助电子装置、乘客舒适电子装置、信息娱乐电子装置等等。许多这样的电子模块可以彼此通信以协作并提供许多有用的功能。例如，驾驶员辅助电子设备可以与发动机电子装置通信以指令发动机减速，或者信息娱乐系统可与发动机电子装置通信，以请求发动机的当前温度以在监视系统上显示。
为了与其他电子模块通信，电子模块102包括通信接口114，使得电子模块102可以通过与电力线分离的电缆116的网络来发送和/或接收信号。示例性通信接口包括用于动力传动系电子的SENT，用于车身电子的LIN，或用于动力传动系电子的CAN。提供电缆116的网络可能是昂贵的，并且在一些情况下由于例如空间限制而不方便实施。此外，电缆116的网络可以增加系统的重量，这是不期望的。
PLC的基础知识和几个高级设计挑战
为了解决这个问题，PLC允许通过已经互连整个系统的电子模块的现有电力线来发送和/或接收数据。PLC是指通过电力线电缆发送和/或接收数据的通信机制。PLC的一个目标是取代常规(复杂)通信接口并通过电力线传输数据。不是使用单独的电缆网络，而是通过电力线传输和/或接收数据。结果将消除或减少整个系统的接线，从而可以减轻系统的重量，成本和实施复杂性。
图2示出了具有PLC的电子模块。除了反向电池保护110和滤波电容器112之外，电力线104和106与电子模块202之间的接口包括高Z块204。在该示例中，高Z块204提供高阻抗以交替电流(AC)信号，例如PLC信号(以及阻塞瞬变和EMI)，同时为通过直流(DC)信号提供低阻抗。例如，高Z块204可以包括电感器，电容器或任何合适的装置。高Z块204可以阻止PLC载波频率(例如，30MHz)。PLC信号电流206(例如，具有大约30MHz的PLC载波频率)然后可以绕过阻塞路径(即，不通过高Z块204)。PLC信号电流206(例如，在30MHz)然后将经过线耦合208(并经由穿过高Z块204的路径的阻抗低于路径的路径)朝向并通过线耦合208。对于中至低电压电力线，线耦合208可以包括电容耦合；对于高压电力线，线耦合208可以包括变压器以便与电容耦合一起调节电压电平。
当PLC具有便利性并且可以通过避免提供单独的电线网络来互连电子模块而降低成本和降低总体系统的重量时，PLC容易受到例如电力线上电磁干扰(EMI)的负面影响。EMI涉及由电磁感应，电容耦合或电力线上的辐射引起的电力线中的电压变化。由EMI引起的变化可能会破坏在电力线上承载的数据位，并导致从一个电子模块发送到另一个电子模块的帧或数据包内的位错误。虽然电力线与具有滤波电容器112和高Z块204(一起提供滤波功能)的调节器108接口以减少电子模块202上的电磁干扰(EMI)的影响，但是可能需要不同的方法来PLC的实现是因为EMI可以与载波频带处于相同的频带。例如，EMI可以在1兆赫兹到1千兆赫兹的范围内，而载波频率可以在1兆赫兹到50兆赫兹的范围内。滤除所有EMI的滤波器也会滤除PLC信号。
除了EMI产生的负面影响外，PLC还会受到电力线上的瞬变的负面影响，这可能会扰乱电力线上承载的数据，甚至破坏电子模块202中的组件。瞬态电压是电力线，其中电力线上的电压在一小部分时间内瞬间增加或减少。瞬变可以电容耦合，电感耦合或直接耦合(例如，负载转储)到PLC上。上升时间/下降时间可以在5纳秒到400毫秒之间，峰值电压为±50-60伏特或更高。
EMI和瞬变的负面影响通常会破坏PLC信号，从而降低有效数据速率。当PLC信号中断时，帧中的一位或多位数据可能不正确。例如，如果帧或分组的错误检查码指示比特是不正确的，则发射器可能需要重新发送该帧或分组。在某些情况下，如果没有提供瞬态或EMI保护，负面影响甚至可能会损坏电子模块。由于这些原因，设计PLC时仍然存在许多挑战。一般来说，设计问题可能与成本，复杂性和数据速率有关。虽然可以提供某种形式的保护以保护电子模块，但是一些实现可能是昂贵的或低效的。此外，当保护方案在存在瞬变和EMI(中断降低有效数据速率)的情况下运行时，许多保护方案可能会中断PLC信号。
一些暂时保护机制的问题
如图2所示，30MHz处的PLC信号电流206在线路耦合208之后达到瞬态保护210。瞬态保护210与PLC发射和接收放大器块218接口，以提供一些防止瞬变的保护，即，瞬时电压尖峰电力线。例如，瞬态保护210可以阻止到达PLC发射和接收放大器块218的过度瞬变。尽管瞬态保护210防止过度瞬变损坏电子模块202，但用于瞬态保护210的一些可能的实现可能会中断数据位承载电力线。具有这些缺点的几种可能的实施方式在图3-5中示出。这些实现在存在瞬态时可能变成高阻抗或低阻抗，并阻止PLC传输。由激活的瞬态保护器210引起的传输错误可能降低有效数据速率。
图3示出了使用瞬态电压抑制器(TSV)的图2的瞬态保护210的一个示例性实现。在一个示例中，瞬态电压抑制器可以包括用于防止过电压的二极管，例如齐纳二极管。当电力线上存在过大的瞬变时，TSV1吸收大量的瞬态能量。串联电阻器RTSV和较低能量TSV2可以吸收大部分剩余的能量。虽然这些瞬态电压抑制器对于吸收过大的瞬变是有效的，但这些瞬态电压抑制器在被激活时会中断PLC信号的传输或接收。这是因为当TSV导通以抑制过大的瞬变时，TSV变得极低阻抗或基本上短(即衰减信号)。
图4示出了背靠背使用肖特基二极管的图2的瞬态保护210的另一示例性实施方式。当电力线上存在过多的瞬变时，电阻RSCHOTTKY吸收一些能量，肖特基二极管(二极管D1A，D1B，D2A和D2B)也会吸收一些能量。图4所示的实施方式具有能够抑制瞬时电压作为图3的瞬态电压抑制器的同样优点。不幸的是，由于二极管变得低阻抗，图4所示的实现变得基本上是短暂的，因为二极管变为低阻抗它们被打开(即变得基本上很短并且衰减PLC信号)。因此，当瞬变保护机制运行以抑制过度瞬变时，由于激活的瞬态保护中断PLC信号的传输或接收，可能会降低该实现的有效数据速率。
图5示出了使用阈值检测器502的图2的瞬态保护器210的又一实施方式，如果电压V高于特定阈值，则阈值检测器502打开直插式开关504。当在线开关504打开时，激活的瞬态保护器变为高阻抗(即，PLC信号不能通过)，并且再次中断电力线上承载的信号。同样地，当瞬态保护机制正在操作以抑制瞬态时，由于激活的瞬态保护器中断PLC信号的传输或接收，该实现的有效数据速率可能会降低。
广义地说，在瞬变的情况下，在电力线(例如，图3-5所示)上提供的瞬态保护器实现是高阻抗或低阻抗的，当瞬态保护器被激活以抑制或消除瞬变。换句话说，这些实现在被激活时会将线路短路以保护电子设备，或者打开线路来保护电子设备。在任一情况下，激活的瞬态保护器会中断传输。如果在电力线上携带的一帧或数据包中间的电力线上发生瞬变，则中断传输，并且可能需要重新发送帧或分组。这可能会降低有效数据速率。
电力线发射和接收放大器块的示例性问题
返回参考图2，PLC发送和接收放大器块218中的开关212可以控制何时发送信号(例如，将发送放大器214连接到瞬态保护210)以及何时接收信号(例如，将接收放大器216到瞬态保护210)。为PLC发送和接收放大器块218示出的示例性实现具有若干缺点。例如，切换机构意味着无法实现全双工PLC。此外，实现需要使用开关212来在发送和接收之间进行切换，这增加了系统的复杂性。此外，由于电力线上的未表征的阻抗，系统性能难以预测。电力线上的任何静态或动态变化都可能使发射器放大器214的负载不可预测，从而使发射器放大器214变得不稳定。
该实现还具有与终止相关的设计挑战。对于传输线，在这种情况下，电力线，有利的是控制端点之间的整个系统终端(例如，对于电子模块202)来改善信号传输并最小化信号损失。一般来说，信号传输可以取决于传输线源的阻抗，传输线的特性AC阻抗和传输线目的地的阻抗。如果整个系统终止是可预测的，则可以更容易地实现源和目的地之间的有效信号传送。没有可预测的整体系统终止，电力线承载的信号可能会严重改变，导致信号丢失。
返回参考图2，当发射放大器214经由开关212连接到瞬态保护210时，PLC发射和接收放大器块218处于具有阻抗ZOUT的“发射模式”中。当接收放大器216经由开关212连接到瞬态保护210时，PLC发送和接收放大器块218处于具有阻抗ZIN的“接收模式”。换句话说，由于切换方案，实现方式在阻抗ZOUT(发射放大器214的输出端的输出阻抗，通常为低阻抗)和ZIN(在接收放大器216的输入端处的输入阻抗)之间具有差异。终止的这种差异意味着电子模块202的终止将在发射模式和接收模式之间变化，这可能导致整个系统终止难以预测，因为开关212处的节点的阻抗不是恒定的。根据试图发送或接收，或哪些正在发送或接收，有效电力线路阻抗也可能发生显着变化。如果整个系统终端是可预测的，甚至更好的可控制，则可以更好地考虑电力线上的信号传输。
不同电子模块的切换方案和改变终端阻抗也会导致传输问题。如果许多电子模块试图发送和切换到其各自的发射放大器(其可能具有低输出阻抗)，则当PLC信号到达另一个终端点时，从一个终端发送的PLC信号将被严重衰减，因为许多电子模块处于低阻抗状态。如果许多电子模块试图接收并切换到其各自的接收放大器(其可能具有高输入阻抗)，则接收放大器将更容易受到EMI影响，因为没有低阻抗路径用于EMI被吸收。
改进PLC的概述
为了解决上述一个或多个问题，改进的PLC包括通过电力线发送和/或接收信号的新的和创造性的方法。图6示出了根据本公开的一些实施例的具有改进的PLC的示例性电子模块。所示的示例可以用于汽车中，以在汽车12伏电池总线上提供改进的高频PLC，以及为诸如LIN，SENT和低速CAN之类的通信接口提供低成本的替代(例如，小于250Kb/SEC)。改进的PLC可以整合系统车载通信，减少车载线路布线，提供系统灵活性，降低车辆重量和系统成本。
参考图6，改进的电子模块602包括用于在电力线上存在瞬态和EMI的情况下通过电力线发送和/或接收信号的电路，从而能够改善电子模块602中的PLC。具体地，该电路包括电流源604，其具有连接到电力线的输出电流ISIG(例如，电力线104)，用于在电力线上传输信号。这有别于图2所示的实现，其中包括用于通过电力线传输信号的电压源。
输出电流ISIG由来自发射器606的发射信号调制。在一些实施例中，发射器606是实现调制方案的系统，例如频移键控，其中数字信息通过离散频率在发送信号中被携带传输信号载波的变化。调制输出电流ISIG基本上与电流源的输出端的负载无关。此外，输出电流ISIG基本上与电力线上的电压无关。此外，控制电流源的输出阻抗。换句话说，输出阻抗可以被设计为总是高的或恒定的高，不随负载而变化，或者根据因子任意改变。
通过电流源604在电力线上传输信号提供了各种优点。例如，如果电流源604具有能够承受或处理电力线上的高电压的合适的电子器件，则电流源604消除了对瞬态保护的需要，因为可以在不受高电压影响的情况下提供输出电流ISIG由瞬变(或EMI)引起。在另一示例中，受控输出电流ISIG可有利地改善EMI辐射。一般来说，与辐射有关的EMI可能是由诸如电力线等导体中的不受控制的电流引起的。通过确保来自电流源604的ISIG的电流幅度保持控制在合理的限度内，电力线将在整个系统中发射或产生较少的传导辐射。注意，使用电压源的发送信号将不具有相同的优点，因为电力线上的负载可能意外地改变，从而导致电力线上的电流显着变化。在又一示例中，受控输出电流ISIG独立于电力线的负载使得即使当负载变化时，电流源604也是稳定的。在又一示例中，电流源不影响电子模块602的终端阻抗(例如，允许终端由另一容易控制的组件提供)或具有与图2所示的切换机制相同的总体系统终端可预测性问题其他优点可以包括通过减少需要具有瞬态电压抑制器或其他外部元件来提供瞬态保护来实现非集成(片外)元件数量的减少。低成本的芯片组件数量可以实现更低成本的PLC解决方案。通过确保即使在存在瞬变或EMI的情况下也可以发送和/或接收信号，有效数据速率可能会超过其他可能的解决方案。
除了提供电流源以传输作为电流源的输出电流的信号之外，电路还可以包括并联连接到电力线(例如，电力线104和电力线106)的终端组件608与当前的来源。该终端组件608将在后面的部分进一步详细解释，包括如何控制电子模块602的终端组件608的细节。
还与电流源并联，电路可以包括连接到电力线的接收器610(例如，电容耦合到电力线104和电力线106)，用于接收在电力线上承载的信号。由于耦合不涉及接收器610和调制电流源604之间的开关机构，所以电子模块602的PLC有利地是全双工的。接收器可以包括用于接收在电力线上发送的信号的接收放大器612。接收放大器612的输出可以被提供给解调器614，以滤除不期望的信号内容，并将信号内容保持在感兴趣的频带，例如载波频率中。可以提供进一步处理以过滤和提取通过电力线传输的信号。关于图13描述接收器放大器612的一些细节。
电力线104和106之间的接口可以包括反向电池保护616，以保护用于在电子模块602(例如，调制电流源604的输出驱动器)和调节器108中发送信号的电路。另外根据实施方式保护电路，反向电池保护616可以提供用于阻止负电压瞬变的次要功能。包括Z块618以提供足够高的阻抗来阻挡AC信号，例如PLC信号，瞬变和/或EMI，同时为通过的DC信号提供低阻抗。例如，Z块618可以包括电感器，电容器或任何合适的装置。在一些情况下，Z块618与滤波电容器112一起可以提供滤波功能以防止EMI和瞬变到达稳压器108。在一种情况下，Z块618可以阻止载波频率(例如，在30MHz)，并且PLC信号电流620(例如，具有大约30MHz的载波频率)然后可以绕过阻塞路径(即，不经过Z块618，而是到达用于发送和/或接收信号的电路)电子模块602)。
使用图6所示的系统，可以实现在电力线上存在瞬态和电磁干扰的情况下通过电力线发送和/或接收信号的改进方法。该方法包括使用发射器606产生发射信号，以及使用发射信号调制连接到电力线(例如电力线104)的电流源604的输出电流ISIG。
终端控制的灵活性
图6所示的改进的PLC的一个优点是能够更好地控制电子模块602的终端阻抗，从而使整个系统终止更可预测。该系统现在具有选择三个可能组件之一或三个可能组件中的一个或多个的组合作为系统的主要终止组件的能力或设计自由度。电流源604的阻抗被控制(即，当电路正在发送或接收时不改变)，因此不会影响终端。此外，设计者或工程师可以选择以下中的一个或多个：Z块618，终端组件608或接收器610(例如，接收放大器612)作为电子模块602的主要终端组件。如关于图2中，其他PLC通常不会在发射和接收放大器之间保持一致的终止。通过具有受控的终止，因此可以更容易地控制发送和接收模式之间的总体系统终止，信号的传输将更可预测，并且可以更容易地实现有效的信号传送。
在一些实施例中，接收器610，即具有固定输入阻抗的接收放大器612可以是电子模块602的主要终端。在一些实施例中，Z块618可以是电子模块602的主要终端在这样的实施例中，可能不需要提供终端组件608。
在一些实施例中，使用Z块618作为电子模块602的终端是不方便的，因为电子模块602不容易访问。因此，提供终端组件608可能更方便作为电子模块602的主要终端。终端组件608可以包括一个或多个电阻器(和一个或多个电容器)。终端组件608的简单设计可以允许终端组件608基于一个或多个因素来控制或可参数化。例如，电阻器和/或电容器的尺寸或数量可被切换和切换以改变终端部件608的阻抗。
终端组件608或某些其他合适的终端的灵活性允许终端组件608可调节以改善信号传输，例如，基于由接收器610进行的测量。最佳整体系统终端可以基于在发射电路的信号电平上。在一些实施例中，接收器610可以监视信号电平。如果信号电平指示发送电路正在实现有效的信号传输，则终端不需要基本上进行调整。然而，如果信号电平指示发送电路没有实现有效的信号传送，则可以调整终端组件608以改善信号传输。系统架构有利地允许电子模块602处的终端容易调节，并且因此整个系统终端也是适应性的，以实现有效的信号传送。
注意，终端的灵活性还可以提供更大的设计自由度，用于基于在电力线上预期的瞬变和EMI来选择节点终端阻抗的合适值。一般来说，根据电力线上的瞬态信号电平和EMI，可以选择节点终端阻抗的值，以确保瞬变信号电平和EMI不会在终端节点转换成实质电压并因此饱和接收器610中的接收放大器。例如，随着瞬变和EMI的信号电平增加到更高的电平，可以减小节点终端阻抗的值，以便不超过接收放大器的能力接收器610(例如，输入电压)。随着节点终端阻抗在接收节点上的值减小，发射节点的输出电流可能会增加，以保持电力线上相同的信号电平，从而提高信噪比。当终端灵活可控时，设计者可以利用设计自由度潜在地改善终端节点的瞬态和EMI抗扰度。
除了上述优点之外，终端组件608可以有利地实现于单端壳体(本申请的附图通常示出，其中一个电力线连接到接地平面)和差动壳体(其中电力线104和106都相对于接地平面浮动)。本领域技术人员将理解，本文针对单端情况的实施例也可以针对差分情况来实现。为了提供差分终端，终端组件608使用简单的组件来实现，该组件简单地具有两个电阻器，以在宽范围的频率(即，具有宽带宽)上提供平衡差分终止。如果放大器被依赖为主导终端部件(例如，如图2所示的系统中那样)，则共模抑制能力将被限制在放大器能够提供共模抑制的频率范围内。具有如图6所示以这种方式配置的终端组件608的架构因此即使在差分情况下(例如，用于低电压差分信令)也提供了设计的便利性。
发射器系统的概述
如上所述，图6的电流源604用作用于将信号作为输出电流ISIG传输到电力线上的发射器系统的一部分。发射器606向电流源604提供信号VSIG。电流源604具有由信号VSIG调制的输出电流ISIG。输出电流ISIG基本上独立于电流源604的输出处的负载而被调制，并且基本上与电力线上的电压无关。
图7示出了根据本公开的一些实施例的示例性PLC系统架构，其具有提供发射信号VSIG的发射器606和具有输出电流ISIG的电流源604。在该示例性系统中，电流源604包括提供输出电流ISIG的跨导级702。输出电流ISIG由发射信号VSIG调制。换句话说，跨导级702(或“跨导放大器”将电压即发射信号VSIG转换成电流，即调制输出电流ISIG。
包括跨导级702的电流源604可以以不同的方式实现。例如，晶体管器件(这里称为“晶体管”)可以被实现为电流源，其中发射信号VSIG用于根据发射信号调制晶体管(例如，发射极)的端子处的电流信号VSIG。跨导级702内的一个或多个器件优选地在线性工作区域内工作，使得可以调制输出电流ISIG(例如，根据具有基本线性行为的发射信号VSIG提供输出电流ISIG)。换句话说，一个或多个器件不应该在击穿或饱和区域(即输出电流ISIG不会调制的地方)下工作。此外，跨导级702可以参考一个或多个参考电压(例如电力线+VPLC和-VPLC上的电压(分别取+VPLC和-VPLC作为跨导的正导轨和负导轨)阶段702)或参考电压的一些其它合适的组合。可以选择跨导级702的一个或多个设备(例如，由发射信号VSIG调制的设备)以具有在PLC载波频率下操作的合适带宽。
如果电力线(例如，+VPLC和/或-VPLC)上存在瞬态(例如，电压中的尖峰)或EMI(例如，射频干扰)，则跨导级702继续在线性工作区域，即使在存在瞬变或EMI的情况下，也可根据发射信号VSIG提供输出电流ISIG。这将确保跨导级702的输出电流独立于线路上的瞬变和EMI。为此，电流源604可以进一步包括跟踪器704，其跟踪跨导级702中的器件，即使在线路上存在瞬变或EMI的情况下也可在线性工作区域中工作。跟踪器704可以提供偏置电压或偏置电流以在跨导级702中正确地偏置设备。跟踪器可以提供可以跟踪+VPLC和/或-VPLC的设备和/或包括连接的高电压电子设备到+VPLC和-VPLC以吸收电力线上的高电压，并且确保跨导级702中的器件即使在存在瞬态或EMI的情况下也保持在线性工作区域中。
发射器系统的示例性电路架构
图8示出了根据本公开的一些实施例的具有连接到电力线的输出电流ISIG的电流源的示例性电路架构，其中输出电流ISIG由发射器的发射信号VSIG调制。可以使用双极结型晶体管(BJT)Q1来实现电流源，其中Q1的集电极连接到+VPLC以将由发射信号VSIG调制的输出电流ISIG提供到电力线上。该实施例在电力线是直流电力线的应用中特别有用，并且如果在线路上存在瞬变或EMI，则提供图8所示的装置以确保持续的操作。
通过在具有电感器L1，电阻器R1和晶体管Q2的+VPLC和-VPLC之间提供路径，可以使用R1和Q2的集电极之间的节点N1处的电压来偏置晶体管Q1的基极。N1相对于+VPLC的电压由Q2的集电极提供的电流固定为R1，结果是即使在瞬态时，Q1处的集电极与发射极之间的电压也保持在恒定电平，并且在+VPLC上保持EMI。晶体管Q3可以提供Q1的静态(偏置)电流，或者像电流源(如电阻)一样的其他合适的器件。该实现中的输出驱动器即Q1的发射极在+VPLC处跟踪波动，同时将输出驱动器保持在线性工作区域(即，满足集电极到发射极电压的电压要求，以确保Q1未击穿或饱和地区)。
晶体管Q2可以是高电压器件，以确保Q2在电力线上存在高电压的情况下不击穿(即，确保晶体管Q2的集电极至发射极电压不超过晶体管Q2的击穿电压，电压)。请注意，晶体管Q2有助于吸收电力线上的瞬变，以确保Q1继续在线性区域中工作，而不需要Q1作为高击穿电压器件。
信号电流VSIG/R2可以在Q1的发射极(由于连接到Q1的基极的电容器CIMP1而具有低交流阻抗而被注入到地)，以根据发射信号VSIG来调制输出电流ISIG。电路架构有利地提供了跨导级，其将发射信号VSIG转换为独立于+VPLC上的瞬变和EMI的调制输出电流ISIG(也提供总体电流源)。
根据PLC载波频率，根据发射信号VSIG驱动输出电流ISIG的器件Q1优选地被选择为具有在PLC载波频率下操作的适当带宽。此外，还可以选择用于产生发射信号VSIG的设备(即，图6的发射器606中的设备)到适当的带宽以在PLC载波频率下操作。
图9示出了根据本公开的一些实施例的具有连接到电力线的输出电流ISIG的电流源的另一示例性电路结构，其中输出电流ISIG由发射器的发射信号VSIG调制。该特定电路架构示出了可用作电流源的输出驱动器的晶体管器件的类型的变化。在该电路结构中，选择具有晶体管Q4和晶体管Q5的输出驱动器，以确保Q4和Q5在存在瞬变和EMI的情况下在线性工作区域中工作。Q4可以是当电力线上的瞬变或EMI导致Q4的集电极到发射极电压超过击穿电压时不会击穿的高压器件。同时，Q5不需要成为高电压器件，因为在该电路架构中可以控制Q5的集电极到发射极的电压。信号电流VSIG/R3可以注入到晶体管Q5的发射极(由于连接到Q5的基极的电容器GIMP2而具有低的交流阻抗对地)，以根据发射信号VSIG来调制输出电流ISIG。在该电路结构中，电阻RCS3为Q5提供发射极电流(可选择地由其他器件提供(例如，使用如图8所示的电流源Q3+RCS1)。电压源VQ4，RCS4和RCS5偏置Q4和Q5。
在该电路架构中，对Q5作为高压器件的要求并不重要。为了提供调制电流输出，信号电流在Q5的发射极处被注入，以根据发射信号VSIG来调制输出电流ISIG。根据PLC载波频率，设备Q5优选地被选择为具有在PLC载波频率下操作的适当带宽。此外，用于产生发射信号VSIG(即，图6的发射器606中的设备)的设备也应该具有在PLC载波频率下操作的适当带宽。在一个变化中，如果Q5(1)具有足够高的击穿电压以吸收瞬态，并且跨越+VPLC和-VPLC的电压变化，以及(2)具有在PLC载波频率(发射信号VSIG的频率))，可以消除Q4(导致类似于图11所示的电路架构)。
图10示出了根据本公开的一些实施例的具有连接到电力线的输出电流ISIG的电流源的另一示例性系统架构，其中输出电流ISIG由发射器发射信号VSIG调制。在一些实施例中，电力线上的电压可以显着变化。在一个示例中，如果+VPLC和-VPLC是AC电力线，+VPLC可以相对于-VPLC变为正和负。在另一个例子中，相对于-VPLC，瞬态可以是+VPLC上的大的正尖峰和大的负尖峰。在这些实施例中，可能需要提供一个电流源，它不是以+VPLC和-VPLC两者作为正极和负极轨而不工作，而是相对于另一组参考电压工作，例如[+VPLC，VFLOATING REF]，[VFLOATINGREF，-VPLC]，[+VDC，-VDC]等。例如，电流源的一个或多个器件可以相对于浮动或跟随电压的电压参考电力线的水平。结果是在存在跨越+VPLC和-VPLC的电压变化的情况下跨导级702的恒定电压差(例如，+VPLC和VFLOATINGREF之间的电压差)。恒定电压差降低了对一个或多个器件的限制，即高击穿电压器件或当电压不够高时关闭的一个或多个器件上的限制。通过不使用+VPLC和-VPLC作为跨导级702的正和负极轨道，一个或多个器件可以保持在线性工作区域中，而与电力线的电压电平无关(即使在存在瞬变和EMI)。
在该示例中，跨导级702被+VPLC和浮置参考电压VFLOATING REF偏置。VFLOATING REF可以使用隔离DC-DC电源1102来提供，该电源采取例如由发射器606使用的节点A和B处的电压，以提供跟踪+VPLC上的电压的浮动参考电压VFLOATING REF。例如，假设节点A和B之间的电压为5伏。无论+VPLC相对于-VPLC的电压如何，浮动参考电压VFLOATING REF可以基本上总是低于+VPLC的5伏特，确保跨导级702中的器件将在线性区域中工作。这也可以用于交流电压，其中+VPLC可能相对于-VPLC为负。这种解决方案或其他合适的系统架构可以使跨导级702中的器件更容易在线性工作区域中工作(同时具有对瞬变和EMI的改善的抗扰性)。
图11示出了具有连接到电力线的输出电流ISIG的电流源的跨导级的示例性电路架构，其中根据发射器的一些实施例，输出电流ISIG由发射器发射信号VSIG调制。披露例如，该电路架构可以用于图10的跨导级702。在该示例中，Q6可以是低电压器件(即，具有相对低的击穿电压要求)，因为在集电极处的+VPLC之间的电压差由于VFLOATING REF跟随+VPLC，Q6和Q6发射极处的电压保持相对恒定。信号电流VSIG/R4可以注入晶体管Q6的发射极(由于连接到Q6的基极的电容器CIMP3而具有低交流阻抗接地)，以根据发射信号VSIG来调制输出电流ISIG。
PLC系统的前端示例
图12示出了根据本公开的一些实施例的具有用于PLC的改进的前端的另一示例性电子模块。为了进一步改进PLC，电子模块1202的一些实施例可以设置有全波整流器1204，其在电力线和电路之间进行接口，用于发送和/或接收信号。全波整流器1204将电力线104和106两端的电压转换为恒定极性，其中节点P处的电压相对于节点N处的电压为正。在一些情况下，全波整流器1204可被配置为将电力线104和106两端的电压达到恒定极性，其中节点N处的电压相对于节点P处的电压为正。全波整流器1204可以确保用于发送和/或接收信号的电路中的设备正常工作即使电力线上的电压表现出非直流特性。这些非直流特性包括从正到负波(或相反)波动的交流电，EMI引起电压跨过零线，使电压跨过零线的瞬变，甚至反向电池操作。更重要的是，全波整流器1204可以保持电子模块1202的合适的电压极性。由于全波整流器1204在电力线104上的电压相对于电力线106为正或负时导通，所以PLC信号继续为例如甚至在存在负的PLC瞬变的情况下传导到电子模块1202或从电子模块1202传导。全波整流器1204与用于反向电池保护器的二极管配置不同，其中在电力线104相对于电力线106的负电压存在时，二极管不会将信号传导到电子模块1202。
全波整流器1204可以使用桥接配置中的四个二极管来实现，在一些情况下，可以将反向电池保护器并入或可以替代反电池保护器(例如，消除对图6的反向电池保护616的需要，电力线)。全波整流器1204还可以由金属氧化物场效应晶体管和/或其它合适的器件实现。
示例性接收器系统
图13示出了根据本公开的一些实施例的具有用于PLC的改进的接收器的另一示例性电子模块1300。具体地，附图示出了图6的接收器610的一种可能的实施方案(表示为接收器1302)。参见图13，接收器1302包括差分放大器，其中差分放大器的输入端经由至少电容器和电阻器。一般来说，当电力线上有瞬变或EMI时，解调器可以滤除EMI，并且不会影响从PLC信号中提取信息。此外，共模瞬变和EMI不会对差分放大器造成问题。然而，当电力线上存在大的差分瞬态或EMI(例如，不能通过差分信号拒绝的干扰源)时，输出节点S可以使提供给解调器614的信号饱和并被削波。信号的饱和和限幅特别是当节点S处的信号的削波超过用于解调一位信息的分配时间时，解调器614能够对数据进行适当的解码。
为了解决由瞬态或EMI引起的上述问题，可以选择放大器的性能和电子模块1300处的终端阻抗的值(例如，终端组件608)以最小化或减少饱和的周期或时间在节点S(即差分放大器的输出)。
一般来说，放大器的性能(例如，钳位电压、钳位时间、钳位恢复时间、频率响应、饱和恢复时间、增益等)以及取决于放大器的外部组件的其他特性也可以被选择为缓解上述问题。在一些实施例中，仔细选择电容器C和差分放大器的输入端的电阻器R的RC时间常数，以确保充分限制饱和周期。
如先前关于端接灵活性的部分所述，当电力线上存在瞬变或EMI时，节点终止阻抗的值影响差分放大器的输入处的信号电平的量。因此，节点终止阻抗的值因此影响差分放大器的输出是否饱和。基于电力线上的瞬态信号电平和EMI，可以选择节点终端阻抗的值，以确保瞬态信号电平和EMI不会在输入端转换成基本电压差分放大器，从而饱和节点S处的差分放大器。例如，随着瞬变和EMI的信号电平增加到更高的水平，可以减小节点终端阻抗的值，以便不超过差分放大器的能力。
将调制电流源和终端视为诺顿的等效电路
许多电路实现可能用于提供用于通过电力线传输信号的电路的调制电流源和终端组件。电路实现可以被重新配置，使得Norton等效的电路实现最终具有调制电流源和并联阻抗。诺顿等效电路用于表示给定频率下的任何线性源和阻抗网络。广义上说，改进后的PLC的一个合适的电路实现可以具有诺顿的等效电路，该等效电路将具有由发射信号调制的输出电流，以及对应于载波频率处的期望终端的并联阻抗。换句话说，电流源和终端组件可以对应于诺顿的适当电路实现的等效电路表示。
变化和实现
注意，这里参考附图讨论的特征可应用于涉及PLC的任何集成电路，特别是能够通过电力线发送和/或接收信号的集成电路。为了说明，本公开描述了具有用于汽车技术的PLC的现代电子系统。然而，本文所描述的示例仅作为说明而提供，并且本领域技术人员将理解，本公开也可应用于其他技术中的电子系统，例如运输，照明系统，机车，遥测，机器对机器应用，航空航天，机械，智能电网，家庭区域网络，能源，分布式能源发电或涉及PLC的任何合适的应用。
在上述实施例的讨论中，电容器、电感器、电阻器、放大器、开关、晶体管和/或其他组件可以容易地被替换，替代或以其它方式进行修改，以适应特定的电路需求。此外，应当注意，使用互补电子器件(例如，任何合适的线性电路可替代图中所示的晶体管)提供了用于实现本公开的教导的同样可行的选择。图中所示的电路意图是说明性的，并且可以基于特定应用来修改。
注意，几个图示出了用于将电压输入VSIG转换为电流输出的跨导级，但是本领域技术人员可以理解，跨导级可以用电流到电流代替模块，例如电流镜，用于将当前输入转换成耦合到电力线上的电流输出。例如，电流到电流模块可以采取例如来自发射器606的电流输出，而不是来自发射器606的电压(例如，去除用于将该电压转换成电流的电阻器和电容器)。一般来说，电流到电流模块包括用于提供由发射器606的当前输出发射调制的输出电流的电路。该电路优选地包括具有用于载波频率和/或足够高的击穿电压的足够带宽的装置，使得在电力线上存在瞬变和EMI的情况下，器件可以在线性区域中继续工作。
虽然本公开/权利要求描述了使用NPN BJT晶体管器件的实施方案，但是可以想到使用PNP BJT晶体管或等效金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)的互补配置也可以替代一个或多个的NPN BJT以提供公开的电路实现。本领域技术人员可以理解，晶体管器件可以被概括为具有三个(主)端子的器件。此外，本领域技术人员可以理解，晶体管器件在工作期间可以具有对应于诸如NMOS，PMOS，NPN BJT，PNP BJT器件(以及任何其它等效晶体管器件)的器件的晶体管的特性。
例如，本公开/权利要求包括其中所有NPN设备被PNP设备替换的实现。与使用PNP设备(正轨和负轨将被交换)的本文所公开的那些相比，使用PNP设备的电路将被配置为“倒置”的方式。各种实施方案等同于所公开的使用PNP晶体管器件或以等同方式配置的其他等效器件的实现方式，因为各种实现将以基本上相同的方式执行基本相同的功能以产生基本上相同的结果。互补或等同配置(使用MOSFET代替BJT晶体管)将被认为可以与本文所述的实施例与本领域普通技术人员使用BJT晶体管互换。例如，当本公开/权利要求提及BJT设备的“收集器”时，本公开/权利要求还设想了等效实现，其中“集电极”对应于MOSFET的“漏极”。对应于MOSFET的“源”的BJT的“发射极”以及对应于MOSFET的“栅极”的BJT的“基极”也是如此。
在另一示例性实施例中，图的电路可以被实现为独立模块(例如，具有被配置为执行特定应用或功能的相关组件和电路的设备)或被实现为插件模块到应用电子设备的具体硬件。注意，本公开的特定实施例可以部分地或全部地容易地包括在片上系统(SOC)封装中。SOC表示将计算机或其他电子系统的组件集成到单个芯片中的IC。它可能包含数字，模拟，混合信号和通常的射频功能：所有这些都可以在单个芯片基板上提供。其他实施例可以包括多芯片模块(MCM)，其中多个单独的IC位于单个电子封装内并被配置为通过电子封装彼此紧密地相互作用。在各种其他实施例中，PLC功能可以在专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列(FPGA)和其它半导体芯片中的一个或多个硅芯中实现。
还必须注意，本文概述的所有规格、尺寸和关系仅仅是为了示例和教导的目的而提供的。在不脱离本公开的精神或所附权利要求的范围的情况下，这样的信息可以相当大地变化。这些规范仅适用于一个非限制性实例，因此，它们应被解释为如此。在前面的描述中，已经参考特定组件布置来描述了示例性实施例。在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和改变。因此，描述和附图被认为是说明性的而不是限制性的。
注意，通过本文提供的许多示例，可以根据两个、三个、四个或更多个电气部件描述相互作用。然而，这仅仅是为了清楚和示例的目的而实现的。应当理解，可以以任何合适的方式来巩固该系统。沿着类似的设计替代方案，图中所示的组件，模块和元件中的任何一个可以以各种可能的配置组合，所有这些配置都明确地在本说明书的广泛范围内。在某些情况下，仅通过参考有限数量的电气元件来描述给定的一组流的一个或多个功能可能更容易。应当理解，图的电路及其教导是容易地可扩展的并且可以容纳大量组件以及更复杂/复杂的布置和配置。因此，所提供的实施例不应该限制范围或抑制潜在地应用于无数其他架构的电路的广泛教导。
注意，在本说明书中，对“一个实施例”、“示例性实施例”，“另一个实施例”、“一些实施例”、“各种实施例”、“其他实施例”、“替代实施例”等中包括的各种特征(例如，元件，结构，模块，部件，步骤，操作，特性等)旨在意味着任何这样的特征被包括在本公开的一个或多个实施例中，或者可以不一定在相同的实施例中组合。可以为本领域技术人员确定许多其它改变、替换、变化、改变和修改，并且本公开旨在涵盖落入所附的范围内的所有这样的改变、替换、变化、改变和修改。注意，上述装置的所有可选特征也可以针对本文描述的方法或过程来实现，并且示例中的细节可以在一个或多个实施例中的任何地方使用。

Claims (18)

1.一种用于在电力线上存在瞬态和电磁干扰的情况下通过电力线发送和接收信号的电路，所述电路包括：
用于将电路耦合到电力线并且从电源接收电力的终端；
具有通过所述终端连接到电力线的输出电流的电流源，
基于发射信号调制电流源的输出电流的发射器；以及
通过所述终端与电流源并联耦合到电力线的接收器，所述接收器用于接收电力线上承载的电流信号，所述电流信号由从电力线接收电力的其他电路所发射。
2.根据权利要求1所述的电路，其中，所述输出电流与所述电流源的输出处的负载无关。
3.根据权利要求1所述的电路，其中，所述输出电流与所述电力线上的电压无关。
4.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电流源的输出阻抗被控制。
5.根据权利要求1所述的电路，还包括与所述电流源并联连接到所述电力线的终端组件。
6.根据权利要求5所述的电路，其中，所述终端组件是可控的。
7.根据权利要求5所述的电路，其中，所述终端组件包括电阻器。
8.根据权利要求5所述的电路，其中，所述终端组件是可调节的，以基于由接收器进行的测量来改善信号传输，所述接收器与所述电流源并联连接到所述电力线以接收在所述电力线上承载的信号。
9.根据权利要求8所述的电路，其中，所述电流源的一个或多个器件相对于电压基准来操作，而与电力线的电压电平无关，所述电压基准在所述一个或多个器件保持在线性工作区域的同时随着所述电力线的电压电平浮动或跟随所述电力线的电压电平。
10.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电力线是直流电力线。
11.根据权利要求1所述的电路，其中，所述电力线是交流电力线。
12.根据权利要求11所述的电路，其中：
接收器包括差分放大器；
差分放大器的输入端通过至少电容器和电阻器连接到电力线；和
差分放大器的特性被选择，使得由瞬态引起的差分放大器的输出处的饱和周期被限制为允许解调器从差分放大器的输出端正确解调一位信息。
13.根据权利要求1所述的电路，还包括：
全波整流器，对接在电力线和电路之间。
14.根据权利要求5所述的电路，其中所述电流源和所述终端组件对应于所述电路的诺顿等效电路表示。
15.一种用于在电力线上存在瞬态和电磁干扰的情况下通过电力线发送和接收信号的方法，所述方法包括：
由电子装置通过电力线从电源接收电力；
在电子装置中使用发射器产生发射信号；
在电子装置中使用发射信号来调制连接到电力线的电流源的输出电流；以及
由电子装置中的接收器接收承载在电力线上的电流信号，所述接收器与发射器和电流源并联连接到电力线，其中电流信号由在电力线上从电流源接收电力的其他装置发送。
16.根据权利要求15所述的方法，还包括：
调整与发射器和电流源并联连接到电力线的终端组件，以基于由接收器进行的测量来改善信号传输，所述接收器连接到与电流源并联的电力线以接收在电力线上承载的信号。
17.根据权利要求16所述的方法，其中：
调制电流源的输出电流包括独立于电流源的输出处的负载调制输出电流。
18.根据权利要求16所述的方法，其中：
调制电流源的输出电流包括独立于电力线上的电压调制输出电流。
CN201580054294.9A 2014-10-06 2015-09-28 电力线载波和通信的电路及其方法 Active CN106797232B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US14/506,824 2014-10-06
US14/506,824 US9742601B2 (en) 2014-10-06 2014-10-06 Power line carrier/communications with improved immunity for transients and electromagnetic interferences
PCT/US2015/052545 WO2016057251A1 (en) 2014-10-06 2015-09-28 Power line carrier and communications

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106797232A CN106797232A (zh) 2017-05-31
CN106797232B true CN106797232B (zh) 2020-12-11

Family

ID=55633598

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201580054294.9A Active CN106797232B (zh) 2014-10-06 2015-09-28 电力线载波和通信的电路及其方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9742601B2 (zh)
CN (1) CN106797232B (zh)
DE (1) DE112015004577T5 (zh)
WO (1) WO2016057251A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102436420B1 (ko) * 2015-12-28 2022-08-25 삼성에스디아이 주식회사 배터리 팩의 전력 모드 제어 장치
US10541726B1 (en) * 2018-07-02 2020-01-21 Google Llc Data over power line design
CN110572184B (zh) 2019-08-02 2021-03-05 华为技术有限公司 发电系统及用于发电系统的通信装置
CN110752864A (zh) * 2019-10-28 2020-02-04 中国兵器工业集团第二一四研究所苏州研发中心 一种基于电源线的通信接口电路
DE102020116863A1 (de) * 2020-06-26 2021-12-30 Thyssenkrupp Ag Sensoranordnung
DE102020124500A1 (de) 2020-09-21 2022-03-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fortbewegungsmittel und Anordnung zur Getriebesteuerung
CN113055053B (zh) * 2021-03-31 2022-09-16 成都立鑫新技术科技有限公司 一种防泄密的电力线载波通信阻断设备
US11539398B1 (en) 2022-01-19 2022-12-27 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Variable PLC attenuator and amplifier
US11916524B1 (en) 2022-09-20 2024-02-27 Bendix Commercial Vehicle Systems Llc Auto-calibration of power line communication signal leveling

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202475247U (zh) * 2012-03-13 2012-10-03 北京嘉洁能科技有限公司 一种M-Bus从站电路
CN103728951A (zh) * 2014-01-06 2014-04-16 深圳市兴源智能仪表科技有限公司 一种仪表总线从设备接口的恒流二极管电路

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4052656A (en) * 1974-04-22 1977-10-04 Maurice Lavell Battery charging system
US4055804A (en) * 1974-12-13 1977-10-25 Mayfield Glenn A Watt/watthour transducer and amplifier-filter therefor
CH618553A5 (zh) 1977-08-25 1980-07-31 Landis & Gyr Ag
US4323882A (en) 1980-06-02 1982-04-06 General Electric Company Method of, and apparatus for, inserting carrier frequency signal information onto distribution transformer primary winding
US4558177A (en) 1983-10-03 1985-12-10 Cellutron Corporation Regulated output current source for cordless telephones
US4701945A (en) 1984-10-09 1987-10-20 Pedigo Michael K Carrier current transceiver
US6177778B1 (en) * 1999-03-30 2001-01-23 Alexander Manufacturing Corp. Battery adapter capable of receiving power from at least two power sources and of being in a docking station, and a battery arrangement including a battery charger and a docking station
US6377163B1 (en) * 2000-09-21 2002-04-23 Home Touch Lighting Systems Llc Power line communication circuit
CN1120582C (zh) * 2001-04-26 2003-09-03 北京四方华能电网控制系统有限公司 一种一体化配电电力线载波设备
US7173345B2 (en) * 2003-09-15 2007-02-06 Rockwell Automation Technologies, Inc. Multi-function integrated automation cable connector system and method
US20060188266A1 (en) * 2004-12-28 2006-08-24 Optical Solutions, Inc. Optical network terminal with wide input range power converter
US7352281B2 (en) 2005-02-22 2008-04-01 Instrument Systems Inc. Automotive gauge system using a power line carrier
US7560825B2 (en) * 2006-04-11 2009-07-14 Akros Silicon, Inc. Network devices for separating power and data signals
GB0706422D0 (en) 2007-04-02 2007-05-09 Stfc Science & Technology Communication over a DC power line
EP2460262A1 (en) * 2009-07-28 2012-06-06 THX Ltd Power supply
US9148016B2 (en) * 2011-05-26 2015-09-29 Pika Energy Inc. DC microgrid for interconnecting distributed electricity generation, loads, and storage
US9609720B2 (en) * 2011-07-26 2017-03-28 Hunter Industries, Inc. Systems and methods for providing power and data to lighting devices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202475247U (zh) * 2012-03-13 2012-10-03 北京嘉洁能科技有限公司 一种M-Bus从站电路
CN103728951A (zh) * 2014-01-06 2014-04-16 深圳市兴源智能仪表科技有限公司 一种仪表总线从设备接口的恒流二极管电路

Also Published As

Publication number Publication date
US20160099821A1 (en) 2016-04-07
US9742601B2 (en) 2017-08-22
DE112015004577T5 (de) 2017-09-07
CN106797232A (zh) 2017-05-31
WO2016057251A1 (en) 2016-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106797232B (zh) 电力线载波和通信的电路及其方法
US10397025B2 (en) Receiver architecture for digital isolators employing notch filters common mode transient immunity
EP2658195B1 (en) Communication interface for galvanic isolation
US8710964B2 (en) Reception circuit and signal reception method
TWI544602B (zh) 可適性靜電放電保護電路
US10193581B2 (en) Galvanic isolation circuit, corresponding system and method
CN106464558B (zh) 用于总线系统的用户站和用于在用户站的电磁兼容性的范围内提高抗扰度的方法
US8896377B1 (en) Apparatus for common mode suppression
US9998301B2 (en) Signal isolator system with protection for common mode transients
US9680528B2 (en) Communication between capacitive-isolated devices
US11240070B1 (en) Digital isolator
CN110061706B (zh) 无线电路中的合成器-功率放大器接口
US10236878B1 (en) Isolator device with common-mode voltage regulation
CN113452364A (zh) 一种数字隔离器
US8754698B2 (en) Circuit and method for signal voltage transmission within a driver of a power semiconductor switch
US11689174B2 (en) Isolation communications channel using direct demodulation and data-edge encoding
CN116783830A (zh) 控制器局域网络can收发器的发送电路及can收发器
US20230378624A1 (en) Spread spectrum modulation technique for isolation devices
US10804956B2 (en) Bidirectional data link
US10784776B2 (en) Self-boost isolation device
US11863360B2 (en) Methods and apparatus to reduce variations for on-off keying transmissions
JP6952493B2 (ja) 通信システムおよび中継装置
JP2011176682A (ja) Ｏｆｄｍ方式モデム

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant