CN112204893B - 数据传输系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及数据传输系统(26),所述数据传输系统包括发射装置(28)、接收装置(30)和通信链路(32),所述发射装置(28)包括:射频发射器(38),所述射频发射器连接到所述通信链路、电力线(48),所述电力线在连接点(50)处连接到所述通信链路,所述电力线具有供应电压,以及电容耦合组件(60),所述电容耦合组件连接在所述射频发射器与所述连接点(50)之间;所述接收装置(30)包括:射频接收器(66),所述射频接收器连接到所述通信链路以接收所述射频信号、电力线(80),所述电力线在连接点(82)处连接到所述通信链路,以及电容耦合组件(92),所述电容耦合组件连接在所述连接点与所述射频接收器之间,所述电容耦合组件传输所述射频信号并且阻断所述供应电压。
Description
技术领域
本发明涉及用于飞行器的数据传输系统领域。
背景技术
飞行器包括配电网络和独立于所述配电网络的数据传输网络。
图1示出了通常安装在飞行器上的电力传输系统2和数据传输系统4的实例。电力传输系统2独立于数据传输系统4。
电力传输系统2包括两条电缆6、8,所述电缆一端连接到飞行器的电压供应源10,并且另一端连接到电力转换单元12或电气设备12。
数据传输系统4包括第一发射-接收单元14和第二发射-接收单元16,所述第二发射-接收单元适合于向第一发射-接收单元14发射数据并且从所述第一发射-接收单元接收数据。这些数据通过射频波传输。发射-接收单元14、16是相同的。其各自包括能够生成要传输的数据的数据处理单元18、连接到处理单元18的射频发射器-接收器20、连接到处理单元的匹配网络22和连接到匹配网络的发射和接收天线24。
然而,这些系统未受保护并且未用于关键系统,指可能会导致飞行器损耗的系统。
发明内容
本发明的目的是提出一种替代性传输系统。
为此,本发明提出了一种数据传输系统,所述数据传输系统包括发射装置、接收装置和通信链路,
•其中所述发射装置包括:
- 射频发射器,所述射频发射器具有连接到所述通信链路的至少一个输出,其中所述射频发射器适合于生成表示要传输的数据的射频信号;
- 电力线,所述电力线在连接点处连接到所述通信链路,其中所述电力线旨在引至供应电压;
- 至少一个电容耦合组件,所述至少一个电容耦合组件连接在所述射频发射器的所述输出与所述连接点之间,其中所述电容耦合组件适合于传输所述射频信号并且阻断所述供应电压;
•其中所述接收装置包括:
- 射频接收器,所述射频接收器具有连接到所述通信链路的至少一个输入并用于接收所述射频信号;
- 电力线,所述电力线在连接点处连接到所述通信链路;
- 至少一个电容耦合组件,所述至少一个电容耦合组件连接在所述连接点与所述射频接收器的所述输入之间,其中所述电容耦合组件适合于传输所述射频信号并且阻断所述供应电压。
根据具体实施例,所述传输系统包括以下特性中的一个或多个:
- 所述射频发射器包括补充输出,并且所述射频接收器包括补充输入,其中所述传输系统包括补充通信链路,所述补充通信链路连接在所述射频发射器的所述补充输出与所述射频接收器的所述补充输入之间;
•其中所述发射装置包括:
- 补充电力线,所述补充电力线在补充连接点处连接到所述补充通信链路;以及
- 补充电容耦合组件,所述补充电容耦合组件连接在所述发射器的所述补充输出与所述补充连接点之间,
•其中所述接收装置包括:
- 补充电力线,所述补充电力线在补充连接点处连接到所述补充通信链路;以及
- 补充电容耦合组件,所述补充电容耦合组件连接在所述补充连接点与所述射频接收器的所述补充输入之间。
- 所述发射装置和/或所述接收装置包括变压器,所述变压器一侧连接到所述射频发射器和/或所述射频接收器,并且另一侧连接到所述通信链路和所述补充通信链路。
- 所述发射装置和/或所述接收装置进一步包括滤波器,所述滤波器适合于阻断所述射频信号并且传输所述供应电压,其中所述滤波器连接到所述电力线。
- 所述滤波器是变压器。
- 所述通信链路是受控阻抗电缆的股线。
- 所述发射装置包括阻抗匹配网络,所述阻抗匹配网络连接在所述射频发射器与所述电容耦合组件之间,其中所述匹配网络适合于匹配所述通信链路的阻抗。
- 所述接收装置包括阻抗匹配网络,所述阻抗匹配网络连接在所述电容耦合组件与所述射频接收器之间,其中所述匹配网络适合于匹配所述通信链路的阻抗。
- 所述系统进一步包括电压供应源,所述电压供应源连接到所述发射装置或所述接收装置的所述电力线。
- 所述系统进一步包括电气设备,所述电气设备连接到所述发射装置或所述接收装置的电力线。
附图说明
在阅读以下描述时将更好地理解本发明,所述描述仅作为实例给出并且参考以下附图,其中:
- 图1是现有技术的样本数据传输系统和电力传输系统的示意图;并且
- 图2是根据本发明的第一实施例的数据传输系统的示意图;并且
- 图3是根据本发明的第二实施例的数据传输系统的示意图。
具体实施方式
参考图2,根据本发明的样本实施方案的数据传输系统26包括能够发射数据的数据发射装置28、能够接收由发射装置28发送的数据的数据接收装置30、通信链路32和补充通信链路34。
通信链路32、34将发射装置28连接到接收装置30。通信链路32、34彼此隔离。其例如由受控阻抗电缆的第一股线和第二股线构成。可以例如使用RS-485型电缆或以太网电缆。
发射装置28包括处理单元36和通过通信链路42连接到处理单元36的射频发射器38。
处理单元36由协议控制器构成。
其包括输出40,所述输出适合于生成表示要传输到接收装置30的数据的信号。
发射器38适合于接收由处理单元生成的信号,对所述信号进行调制并放大。最后,发射器38能够根据差分模式将含有数据的射频信号传输到通信链路32和补充通信链路34。为此,发射器38包括连接到通信链路32的输出41和连接到补充通信链路34的补充输出43。射频发射器38例如是RFID发射器。
通信链路42例如是I2C总线类型(“集成电路总线”)、SPI链路(“串行外围接口”)、RS链路(“推荐标准”),如RS-232链路。
发射装置28可以包括连接到射频发射器38的阻抗匹配网络44和/或连接到阻抗匹配网络44的电变压器46。
阻抗匹配网络44包括至少一个可变阻抗并且用于优化数据传送。
电变压器46适合于使发射器38相对于通信链路32、34电流隔离。
电气变压器46具有连接到阻抗匹配网络44的第一绕组和连接到电容耦合组件60、62的第二绕组,如下文所明确描述的。第一线圈充当适合于发射射频信号的天线。第二线圈充当适合于接收由第一线圈发射的射频信号的天线。
作为变型,第一线圈直接连接到发射器的输出41和补充输出43,并且第二线圈连接到通信链路32和补充通信链路34。
发射装置28进一步包括电力线48和补充电力线52,所述电力线在连接点50处连接到通信链路32,所述补充电力线在补充连接点54处连接到补充通信链路34。
发射装置28还可以包括飞行器电压供应源56如飞行器发电机或电池。电力线48、52连接到此供应源56。电力线48例如连接到28 V电位。补充电力线52连接到电压供应源的电流回路。
有利地,发射装置28可以进一步包括滤波器58,所述滤波器从连接点50上游连接到电力线48并且从连接点54下游连接到补充电力线52,参考来自供应源56的供应电流的方向。具体地,滤波器58连接在供应源56与连接点50、54之间。
滤波器58用于阻断到供应源56的射频信号传输,同时让供应电压通过。
此滤波器58例如由变压器构成。
发射装置28进一步包括电容耦合组件60和补充电容耦合组件62,所述电容耦合组件连接在发射器的输出与连接点50之间,所述补充电容耦合组件连接在发射器的补充43输出41与补充连接点54之间。
电容耦合组件60和补充电容耦合组件62适合于传输射频信号并且阻断供应电压。以那种方式,由供应源56施加的供应电压不会传输到射频发射器38。
电容耦合组件60、62例如由电容器构成。
有利地,电容耦合组件60、62阻断供应电压,使得所述供应电压传输到射频发射器38。
接收装置30包括处理单元64和连接到处理单元的射频接收器66。
处理单元64与发射装置的处理单元36相同或类似。其包括通过I2C总线、SPI链路或RS链路类型的通信链路37连接到接收器66的输出72的输入70。
射频接收器66包括输出72、连接到通信链路32的输入74和连接到补充通信链路34的补充输入76。
接收装置30也可以包括连接到射频接收器66的阻抗匹配网络68和/或连接到阻抗匹配网络68的电变压器78。
阻抗匹配网络68和变压器78与发射装置28的匹配网络68和变压器46相同或类似。具体地,电变压器78具有第一线圈和第二线圈,所述第一线圈直接连接到接收器的输出74和补充输出76,所述第二线圈连接到通信链路32和补充通信链路34。
接收装置30包括电力线80和补充电力线84,所述电力线在连接点82处连接到通信链路32,所述补充电力线在补充连接点86处连接到补充通信链路34。
接收装置30还可以包括连接到电力线32和补充电力线34的设备88。设备88包括一个或多个电气设备单元。
优选地,接收装置30包括滤波器90,所述滤波器从连接点82下游连接到电力线80并且从补充连接点86上游连接到补充电力线84,参考来自供应源56并且馈送给设备88的供应电流的方向。具体地,滤波器90连接在设备88与连接点82和86之间。此滤波器90能够阻断射频信号并且使供应电压通过。滤波器90例如由变压器构成。
装置30进一步包括电容耦合组件92和补充电容耦合组件94,所述电容耦合组件连接在连接点82与射频接收器66的输入74之间,所述补充电容耦合组件连接在连接点86与射频接收器66的输入76之间。
电容耦合组件92、94适合于阻断来自电压源56的供应电压并且使射频信号通过。电容耦合组件92、94包括一个或多个电容器。
作为变型,连接到发射装置28和电压源56的设备88连接到接收装置30。在此情况下,由于数据从发射装置28发送到接收装置30,因此是接收装置30向发射装置28供应电压。
作为变型,发射装置28和/或接收装置30不包括电变压器46、78。
作为变型,发射装置28和/或接收装置30的电力线48、80和补充电力线52、84不包括滤波器58、90。
同样作为变型,传输系统26包括单个通信链路32,并且发射器38包括单个输出41,所述单个输出能够传输表示要以非差分模式通过所述单个通信链路传输的数据的射频信号。
在操作中,射频发射器38将来自处理单元36的数据调制到射频信号上并且将所得信号传输到通信链路32、34。数据因此从发射装置28传输到接收装置30。射频接收器66对接收到的数据进行解调并且然后发送到处理单元64。并行地,来自供应源56的供应电压从电力线48、52朝向通信链路32、34。此供应电压传输到电力线80、84。此供应电压为所有电气设备88供电。
图3所示的根据本发明的第二实施例的数据传输系统96与根据第一实施例的数据传输系统相同,不同之处在于其包括代替发射装置28的第一发射-接收装置98和代替接收装置30的第二发射-接收装置100。
为此,在此实施例中,射频发射器38是射频发射器-接收器102,并且射频接收器66是射频发射器-接收器104。根据第二实施例的传输系统96的其它组件与根据第一实施例的来自传输系统26的组件相同或类似并且将不进行再次描述。
根据第二实施例的传输系统的操作类似于根据第一实施例的传输系统的操作。数据从第一发射-接收装置98传输到第二发射-接收装置100,并且将数据从第二发射-接收装置100传输到第二发射-接收装置98。电压源56为所有设备88供电。供应电压通过第一装置98的电力线48、58,通信线32、34以及第二装置100的电力线80、84传输。
显而易见的是,本发明不限于先前所描述的实施例并且仅作为实例提供。其涵盖了本领域技术人员在本发明的上下文中可以想到的各种修改、替代形式和其它变化,并且具体地是先前所描述的各种操作模式的任何组合,所述操作模式可以单独或组合使用。
Claims (9)
1.数据传输系统(26,96),所述数据传输系统(26,96)包括发射装置(28,98)、接收装置(30,100)和通信链路(32),
·其中所述发射装置(28,98)包括:
-射频发射器(38,102),所述射频发射器具有连接到所述通信链路(32)的至少一个输出(41),其中所述射频发射器(38,102)适合于生成表示要传输的数据的射频信号;
-电力线(48),所述电力线在连接点(50)处连接到所述通信链路(32),其中所述电力线(48)旨在引至供应电压;
-至少一个电容耦合组件(60),所述至少一个电容耦合组件连接在所述射频发射器的输出(41)与所述连接点(50)之间,其中所述电容耦合组件(60)适合于传输所述射频信号并且阻断所述供应电压;
·其中所述接收装置(30,100)包括:
-射频接收器(66,104),所述射频接收器具有连接到所述通信链路(32)的至少一个输入(74)并用于接收所述射频信号;
-电力线(80),所述电力线在连接点(82)处连接到所述通信链路(32);
-至少一个电容耦合组件(92),所述至少一个电容耦合组件连接在所述连接点(82)与所述射频接收器的所述输入(74)之间,其中所述电容耦合组件(92)适合于传输所述射频信号并且阻断所述供应电压,
其中,所述射频发射器(38,102)包括补充输出(43),并且所述射频接收器(66,104)包括补充输入(76),其中所述数据传输系统(26,96)包括补充通信链路(34),所述补充通信链路连接在所述射频发射器的所述补充输出(43)与所述射频接收器的所述补充输入(76)之间;
·其中所述发射装置(28,98)包括:
-补充电力线(52),所述补充电力线在补充连接点(54)处连接到所述补充通信链路(34);以及
-补充电容耦合组件(62),所述补充电容耦合组件连接在所述发射器的所述补充输出(43)与所述补充连接点(54)之间,
·其中所述接收装置(30,100)包括:
-补充电力线(84),所述补充电力线在补充连接点(86)处连接到所述补充通信链路(34);以及
-补充电容耦合组件(94),所述补充电容耦合组件连接在所述补充连接点(86)与所述射频接收器的所述补充输入(76)之间。
2.根据权利要求1所述的数据传输系统(26,96),其特征在于,所述发射装置(28,98)和/或所述接收装置(30,100)包括变压器(46,78),所述变压器在一侧连接到所述射频发射器(38,102)和/或所述射频接收器(66,104),并且在另一侧连接到所述通信链路(32)和所述补充通信链路(34)。
3.根据权利要求1或2所述的数据传输系统(26,96),其特征在于,所述发射装置(28,98)和/或所述接收装置(30,100)进一步包括滤波器(58,90),所述滤波器适合于阻断所述射频信号并且传输所述供应电压,其中所述滤波器(58,90)连接到所述电力线(48)。
4.根据权利要求3所述的数据传输系统(26,96),其特征在于,所述滤波器(58,90)是变压器。
5.根据权利要求1或2所述的数据传输系统(26,96),其特征在于,所述通信链路(32)是受控阻抗电缆的股线。
6.根据权利要求1或2所述的数据传输系统(26,96),其特征在于,所述发射装置(28,98)包括阻抗匹配网络(44),所述阻抗匹配网络连接在所述射频发射器(38,102)与所述电容耦合组件(60)之间,其中所述匹配网络(44)适合于匹配所述通信链路(32)的阻抗。
7.根据权利要求1或2所述的数据传输系统(26,96),其特征在于,所述接收装置(30,100)包括阻抗匹配网络(68),所述阻抗匹配网络连接在所述电容耦合组件(92)与所述射频发射器(66,104)之间,其中所述匹配网络(68)适合于匹配所述通信链路(32)的阻抗。
8.根据权利要求1或2所述的数据传输系统(26,96),其特征在于,其进一步包括电压供应源(56) ,所述电压供应源连接到所述发射装置(28,98)或所述接收装置(30,100)的电力线(48,80)。
9.根据权利要求1或2所述的数据传输系统(26,96),其特征在于,其进一步包括电气设备(88),所述电气设备连接到所述发射装置(28,98)或所述接收装置(30,100)的电力线(70)。
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