CN1270446C - 电力线通信装置 - Google Patents

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Abstract

一种电力线通信装置，包括：载波信号产生器，用于产生载波信号，并且发送经发送端口输入的发送信号；线路驱动器，用于放大所接收的发送信号；第一EMI滤波器，用于去除放大的发送信号的噪声；耦合电路单元，用于与电力线匹配，将从所述第一EMI滤波器输出的发送信号发送到所述电力线，并且接收从所述电力线发送的接收信号；第二EMI滤波器，用于去除经所述耦合电路单元输入的接收信号的噪声；以及信号解调器，用于解调其噪声已由所述第二EMI滤波器去除的接收信号，并且将解调后信息发送到接收端口。

Description

电力线通信装置
技术领域
本发明涉及一种电力线通信装置，尤其涉及一种能够消除当经过电力线进行通信时产生的电磁干扰(EMI)的电力线通信装置。
背景技术
近来，由于数据通信系统的高度发展，系统用户可以通过经网络连接若干系统而利用多个系统的强大功能。即，网络通过允许系统间相互通信和共享应用程序和数据而促进系统间的公共操作。
当若干系统要相互通信时，为了防止通信中的无序性，依靠确定通信控制过程的通信协议有效地并且以有序的方式执行共享网络的系统间的应用程序和数据共享。
图1是说明根据现有技术的电力线通信装置的构造的方框图。
如图1中所示，电力线通信装置包括：载波信号产生器2，用于产生载波信号，并且发送经发送端口1输入的不同发送信号；线路驱动器3，用于从所述载波信号产生器2接收发送信号，并且将所接收的发送信号放大到某个电平；耦合电路单元4，用于与电力线匹配，并且发送由所述线路驱动器3放大到某个电平的发送信号；信号解调器6，用于解调经所述耦合电路单元4从所述电力线接收的不同接收信号，并且将解调的接收信号发送到接收端口7；以及安装在所述电力线上的电磁干扰(EMI)滤波器5，用于去除在所述电力线上传输的接收信号/发送信号的较高阶谐波分量，并且输出去除了较高阶谐波分量的发送信号和接收去除了较高阶谐波分量的接收信号。
现在将详细说明根据现有技术的电力线通信装置的操作。
首先，当经过电力线通信装置将特定发送信号发送到电力线时，电力线通信装置的载波信号产生器2产生载波信号，并且将经过发送端口1输入的发送信号发送到线路驱动器3。
线路驱动器3接收发送信号，将所接收的发送信号放大到某个电平，并且将放大后的发送信号输出到耦合电路单元4。此时，耦合电路单元4转换已由线路驱动器3放大的发送信号，并且经过电力线将转换的发送信号发送到目的地。此时，安装在电力线上的EMI滤波器5去除发送信号的较高阶谐波分量。
同时，当经过电力线通信装置从电力线接收到特定接收信号时，耦合电路单元4经EMI滤波器5从电力线接收接收信号，对所接收的信号进行转换和箝位以将其变换为方波信号，并且将该方波信号发送到信号解调器6。
信号解调器6对经过耦合电路单元4输入的方波信号进行解调，并且将其发送到电力线通信装置的接收端口7。
然而，现有技术具有以下问题：由于电力线通信装置的EMI滤波器安装在交流电流经的电力线上，从而增加了EMI滤波器5的容量。
另外，由于电力线通信装置的EMI滤波器的容量增加了，从而EMI滤波器的尺寸也增加了。
而且，电力线通信装置的EMI滤波器的容量的增加不可避免地导致EMI滤波器的造价的提高。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种通过将EMI滤波器安装在直流信号线路，而非电力线上从而能够减小EMI滤波器的容量、尺寸和费用的电力线通信装置。
为了实现这些和其它优点及根据本发明的目的，如下文中示例和宽泛描述的，提供一种电力线通信装置，包括：载波信号产生器，用于产生载波信号，并且发送经发送端口输入的发送信号；线路驱动器，用于放大所接收的发送信号；第一EMI滤波器，用于去除放大的发送信号的噪声；耦合电路单元，用于与电力线匹配，将从所述第一EMI滤波器输出的发送信号发送到所述电力线，并且接收从所述电力线发送的接收信号；第二EMI滤波器，用于去除经所述耦合电路单元输入的接收信号的噪声；以及信号解调器，用于解调其噪声已由所述第二EMI滤波器去除的接收信号，并且将解调后信息发送到接收端口。
通过参考附图对本发明的详细说明，本发明的上述和其它目的、特点、情况及优点将变得更加清楚。
附图说明
这里引入所附附图以提供对本发明的进一步理解，并且构成本申请文件的一部分，所附附图说明了本发明的实施例，并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
在附图中：
图1是说明根据现有技术的电力线通信装置的构造的方框图；
图2是说明根据本发明的电力线通信装置的构造的方框图；
图3是说明由PLC产生的较高阶谐波分量的曲线图；
图4是说明根据本发明的EMI滤波器的构造的电路图；及
图5A和5B是说明当将本发明应用到空调器时安装在室内单元和室外单元的信号线路上的EMI滤波器的频率特性的曲线图。
具体实施方式
现有将详细参考本发明的优选实施例，其示例在附图中进行说明。
现有将参考图2至图5说明根据本发明的优选实施例的电力线通信装置，该装置通过将EMI滤波器安装在直流信号线路上，而不安装在电力线上从而能够减小EMI滤波器的容量、尺寸和费用。
图2是说明根据本发明的电力线通信装置的构造的方框图。
如图2中所示，根据本发明的电力线通信装置包括：载波信号产生器2，用于产生载波信号，并且发送经发送端口1输入的发送信号；线路驱动器3，用于从所述载波信号产生器2接收发送信号，并且将所接收的发送信号放大到某个电平；第一EMI滤波器8，用于去除已由所述线路驱动器3放大的发送信号的噪声；耦合电路单元4，用于与电力线匹配，发送其中噪声已由所述第一EMI滤波器8去除的发送信号，并且从电力线接收接收信号；第二EMI滤波器9，用于去除从所述耦合电路单元4输入的接收信号的噪声；以及信号解调器6，用于解调其噪声已由所述第二EMI滤波器9去除的接收信号，并且将解调信号发送到接收端口7。
现有将详细说明电力线通信装置的操作、及经过电力线通信装置将发送信号发送到电力线和从电力线接收接收信号的过程。
首先，当经过电力线通信装置将特定发送信号发送到电力线时，电力线通信装置的载波信号产生器2产生载波信号，并且将经过发送端口1输入的发送信号发送到线路驱动器3。
线路驱动器3接收发送信号，将输入的发送信号放大到某个电平，并且将放大的发送信号输出到第一EMI滤波器8。
第一EMI滤波器8从线路驱动器3接收放大的发送信号，滤除输入发送信号的较高阶谐波失真，并且将滤波后的发送信号输出到耦合电路单元4。
耦合电路单元4从第一EMI滤波器8接收滤波后的发送信号，转换输入的发送信号，并且经过电力线将转换后的发送信号发送到目的地。
同时，当经过电力线通信装置从电力线接收到特定接收信号时，耦合电路单元4从电力线接收接收信号，将所接收的接收信号转换和箝位成方波信号，并且将该方波信号送到第二EMI滤波器9。
第二EMI滤波器9从耦合电路单元4接收方波信号，滤除方波信号的较高阶谐波失真，并且将滤波后的方波信号输出到信号解调器6。
此后，信号解调器6解调经第二EMI滤波器9输入的方波信号，并且将解调后的方波信号发送到电力线通信装置的接收端口7。
为了消除噪声，第一和第二EMI滤波器8和9不安装在其中如在现有技术中那样传输交流分量的电力线上，而是连接到耦合电路单元4上，该耦合电路单元4连接到其中传输直流分量的直流信号线路上。
第一EMI滤波器8电连接在线路驱动器3和耦合电路单元4之间以消除从线路驱动器3输出的发送信号的噪声。第二EMI滤波器9电连接在耦合电路单元4和信号解调器6之间，消除从耦合电路单元4输出的接收信号的噪声。
第一和第二EMI滤波器8和9分别设计成为具有取决于输入信号的频率特性的时间常数。即，它们设计成为能够去除由电力线通信(PLC)产生的较高阶谐波分量。
图3是说明由PLC产生的较高阶谐波分量的曲线图。
如图3中所示，第一和第二EMI滤波器8和9分别设计成为具有取决于输入信号的频率特性的时间常数，以去除较高阶谐波分量比如‘A’部分。现在将参考图4说明第一和第二EMI滤波器8和9的构造。
图4是说明根据本发明的EMI滤波器的构造的电路图。
如图4中所示，第一和第二EMI滤波器8和9包括串联连接的多个线圈L1、L2和L3，以及分别电连接到所述多个线圈的多个电容器C1、C2和C3。即，在本发明中，EMI滤波器不象现有技术中那样安装在电力线上，而是安装在耦合电路单元4上。因此，可以比根据现有技术安装在电力线上的EMI滤波器(图1中标号5)的容量和尺寸更加减小第一和第二EMI滤波器8和9的容量和尺寸。此时，第一和第二EMI滤波器8和9的尺寸大约为：L∶W∶H＝20∶10∶10，小于现有技术中安装在电力线上的滤波器的典型尺寸L∶W∶H＝50∶30∶30。这里，L为长度，W为宽度，以及H为高度，并且其单位为mm。
图5A和图5B是说明当将本发明应用到空调器时安装在室内单元和室外单元的信号线路上的EMI滤波器的频率特性的曲线图。
如图5A和图5B中所示，水平轴表示频率，并且垂直轴表示幅度。换句话说，这些曲线图说明了：当幅度为‘1’的输入信号施加到第一和第二EMI滤波器8和9时测量输出信号，并且在垂直轴上指示输入/输出比，而此时在水平轴上指示输入信号的频率。
例如，图5A和图5B的峰值部分的频率带宽为125kHz，并且具有特性：在126kHz处输入/输出比最大。即，可以制造第一和第二EMI滤波器8和9以使其仅通过125kHz频带。这里，125kHz是用于经电力线将发送/接收信号发送到目的地的载波频率，并且第一和第二EMI滤波器8和9能够通过截除125kHz频带外的频带，用125kHz的载波发送没有噪声的发送/接收信号。
即，当发送/接收信号与125kHz外的频带一起通过电力线时，会产生噪声，即，EMI，然而在本发明中，由于第一和第二EMI滤波器8和9截除了125kHz频带外的频带，发送/接收信号可以没有噪声产生地经过电力线被发送到目的地。就此而言，由于125kHz低于EMI限制范围150kHz～30MHz，发送/接收信号的传输将不导致噪声。
从而，通过将EMI滤波器8和9安装在直流信号线路(耦合电路单元4)上以截除由于电力线通信产生的较高阶谐波分量(EMI)，可以减小EMI滤波器的容量、尺寸和费用。
至此，本发明的电力线通信装置的优点为：通过将EMI滤波器安装在直流信号线路上消除噪声从而可以减小EMI滤波器的容量、尺寸和费用。
由于本发明可以以多种形式进行实施例说明，而不脱离其实质或基本特性，还应该理解上述实施例不受任何前述说明细节的限制，除非指明的，而是应该在如后附的权利要求书中所限定的其精神和范围内宽泛地理解实施例，因此在权利要求的边界和范围内所作的所有改变和变形，或这些边界和范围的等同都包含在后附权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种电力线通信装置，包括：
载波信号产生器，用于产生载波信号，并且发送经发送端口输入的发送信号；
线路驱动器，用于放大所接收的发送信号；
第一EMI滤波器，用于去除放大的发送信号的噪声；
耦合电路单元，用于与电力线匹配，将从所述第一EMI滤波器输出的发送信号发送到所述电力线，并且接收从所述电力线发送的接收信号；
第二EMI滤波器，用于去除经所述耦合电路单元输入的接收信号的噪声；以及
信号解调器，用于解调其噪声已由所述第二EMI滤波器去除的接收信号，并且将解调后信息发送到接收端口。
2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一和第二EMI滤波器包括串联连接的多个线圈和电连接到该多个线圈的多个电容器。
3.如权利要求2所述的装置，其中所述第一和第二EMI滤波器包括多个线圈和多个电容器，以具有取决于输入信号的特定频率特性的时间常数。
4.如权利要求2所述的装置，其中所述多个线圈的尺寸为L∶W∶H＝20∶10∶10，其中‘L’为长度，‘W’为宽度和‘H’为高度，并且它们的单位为mm。
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