ES2211236T3 - Dispositivo acoplador. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo acoplador (7) para el acoplamiento y desacoplamiento, respectivamente, de una señal de alta frecuencia a una red de suministro de corriente de baja tensión (1) así como de esta misma red; dispositivo este que está caracterizado porque el mismo posee aparte de una conexión de red (8.1) y de una conexión de datos (6.1) también una salida de red (9.1) así como un simetrizador (17); en este caso el simetriador (17) se encuentra situado entre la conexión de red (8.1) y la conexión de datos (6.1).
Description
Dispositivo acoplador.
La presente invención se refiere a un
dispositivo acoplador para el acoplamiento y desacoplamiento,
respectivamente, de una señal de alta frecuencia a una red de
suministro de corriente de baja tensión así como de esta misma
red.
En los últimos años, la comunicación de datos ha
adquirido una creciente importancia. Cada vez con más frecuencia se
envían también unas grandes cantidades de datos - como la música de
una gran calidad; las secuencias de vídeo u otros inventarios
grandes de datos - por la vía electrónica. A este efecto, las
existentes redes de comunicación como, por ejemplo, la red de
telefonía fija o las redes de telefonía móvil, ofrecen unos
insuficientes anchos de banda, son excesivamente caras, están
muchas veces sobrecargadas o, dado el caso, tienen que ser
establecidas previamente con una enorme inversión. Las redes de
suministro de corriente constituyen una alternativa apropiada para
una transmisión de datos por banda ancha puesto que, en primer
lugar, prácticamente cada vivienda dispone de una conexión de la
red de suministro de corriente y, en segundo lugar, también se
pueden realizar unos elevados flujos de transmisión de datos. Sin
embargo, con el fin de transmitir las comunicaciones a través de
una red de suministro de corriente, las mismas han de ser puestas,
en primer lugar, en una forma apropiada para ello y, a
continuación, tienen que ser introducidas en esta red de suministro
de corriente.
Los dispositivos de esta clase ya son conocidos.
Las comunicaciones son, en primer lugar, codificadas; en el caso de
necesidad, las mismas son comprimidas para después ser moduladas
sobre una señal de soporte de alta frecuencia. La señal de
transmisión de alta frecuencia, que se produce de esta manera, es
acoplada - por el emisor y mediante un acoplador - a la red de
suministro de corriente y, por el receptor y de manera análoga, la
misma es desacoplada de la red de corriente para ser desmodulada,
y la señal de comunicación, en el caso de necesidad, es
descomprimida para finalmente ser descodificada.
Sin embargo, los ya conocidos acopladores tienen
un gran inconveniente: Cada acoplador necesita una caja de enchufe
propia, por medio de la cual la señal de transmisión ha de ser
acoplada a y ser desacoplada, respectivamente, de la red de
suministro de corriente. Además, estos aparatos también tienen un
elevado consumo propio en energía, aparte de ser caros en su
adquisición.
La presente invención tiene el objeto de
proporcionar un dispositivo acoplador de la clase mencionada al
principio, mediante el cual queden eliminados los inconvenientes de
los ya conocidos acopladores.
De acuerdo con la presente invención, este
objeto se consigue por medio de las características indicadas en la
reivindicación de patente 1). Según la presente invención, para el
acoplamiento de una señal de alta frecuencia a una red de
suministro de corriente de baja tensión y para el desacoplamiento de
esta señal de la misma red, este dispositivo acoplador posee -
aparte de una conexión de red para conectar el dispositivo
acoplador a la red de suministro de corriente de baja tensión y
aparte de una conexión de datos para conectar el dispositivo
acoplador a un dispositivo de transmisión y de recepción - también
una salida de red.
Por medio de la salida de red puede ser conectado
un aparato adicional como, por ejemplo, un dispositivo de
transmisión/recepción o el terminal de datos, como asimismo otros
aparatos pueden ser abastecidos con la energía eléctrica. Es así,
concretamente, que a través de la conexión de red del dispositivo
acoplador queda establecida una conexión con la red de suministro de
corriente de baja tensión. Además, gracias a su sencilla estructura,
el dispositivo acoplador puede ser fabricado con unas reducidas
dimensiones y a un costo favorable, lo cual permite, a su vez, una
más sencilla integración de este dispositivo acoplador en los otros
aparatos como, por ejemplo, en un dispositivo de transmisión y de
recepción.
En este caso, el número de los conductores de
corriente - quiere decir, los conductores neutro y los conductores
de fase, respectivamente, que se encuentran disponibles en la salida
de red para su conexión a los otros aparatos - puede ser más
reducido que o puede ser igual al número de los conductores de
corriente de la red de suministro de corriente de baja tensión. Por
regla general, en la salida de red se dispone de por lo menos un
conductor neutro así como de un conductor de fase. Para el caso de
que la red de suministro de corriente de baja tensión posea un
conductor de protección, es decir, una toma de tierra, también ésta
última puede estar disponible en la salida de red.
Para el acoplamiento y desacoplamiento,
respectivamente, de la señal de alta frecuencia a y de la red de
suministro de corriente de baja tensión está previsto un paso de
banda bidireccional, con un filtro de paso alto y con un filtro de
paso bajo. Este paso de banda bidireccional está unido, por una
parte, con la conexión de red - y, por consiguiente, con la red de
suministro de corriente de baja tensión - y, por la otra parte, se
encuentra unido tanto con la conexión de datos como con la salida
de red del dispositivo acoplador. A este efecto, el filtro de paso
alto esta dispuesto de tal manera, que el mismo se encuentre
situado entre la conexión de red y la conexión de datos, que a
continuación es denominada comunicación de datos o también trayecto
de datos, mientras que el filtro de paso bajo está dispuesto de tal
modo, que el mismo esté situado dentro de la unión entre la
conexión de red y la salida de red, que a continuación es
denominada comunicación de red o también trayecto de red.
Mediante un paso de banda bidireccional de esta
clase, la señal completa, recibida a través de la conexión de red,
puede ser dividida en una parte proporcional de alta frecuencia,
con la señal de alta frecuencia, y en una parte proporcional de
baja frecuencia, con la señal de alimentación. Dentro de la
comunicación de datos y por medio del filtro de paso alto son
suprimidas las partes proporcionales de baja frecuencia de la señal
completa. Dentro de la comunicación de red es el filtro de paso bajo
que separa mediante filtración las partes proporcionales de alta
frecuencia. A la inversa, a la señal de baja frecuencia de la red
de suministro de corriente puede ser superpuesta - a través del
filtro de paso alto - una señal de alta frecuencia y, de esta
manera, esta señal puede ser acoplada a la red de suministro de
corriente de baja tensión.
Con el fin de proteger los aparatos - que, a
efectos de su abastecimiento con la corriente eléctrica, son
conectados a la salida de red del dispositivo acoplador - contra
unas indeseables sobretensiones, que son ricas en energía y que se
pueden presentar dentro de las redes de suministro de corriente de
baja tensión - resulta que la salida de red está protegida, de
forma preferente, con una primera protección somera contra las
sobretensiones. Esta protección somera tiene que estar prevista
para toda la energía de una tal sobretensión transitoria teniendo
en cuenta que, por medio del adelantado filtro de paso bajo del
paso de banda bidireccional, es eliminada por filtración solamente
aquella parte proporcional de la señal completa, la cual es pobre
en energía pero es de alta frecuencia.
De una manera conveniente, dentro de la
comunicación de red se encuentra - directamente por delante de la
salida de red - otro filtro adicional, que está previsto para la
supresión de unas señales perturbadoras que, en la mayoría de los
casos, son de alta frecuencia. Estas señales perturbadoras pueden
proceder, por ejemplo, de un convertidor de tensión alterna/tensión
continua de un aparato, que se encuentra conectado a la salida de
red. Con el objeto de que las señales perturbadoras de este tipo no
puedan interferir en la modulada señal de alta frecuencia, las
mismas son eliminadas a través de este filtro adicional.
De un modo conveniente, resulta que dentro de la
comunicación de datos - es decir, entre el paso de banda
bidireccional y la conexión de datos - se encuentra una segunda
protección somera contra las sobretensiones. Esta protección
solamente tiene que estar prevista para aquella energía de las
sobretensiones transitorias, la cual - dentro del paso de banda
bidireccional - es desacoplada por medio del filtro de paso alto.
Como es sabido, la mayor parte de la energía de las sobretensiones
transitorias se encuentra en las partes proporcionales de baja
frecuencia de la señal completa las que, con anterioridad, son
eliminadas a través del filtro de paso bajo.
Según la presente invención, a los efectos de
suprimir las señales perturbadoras, que normalmente son unas
señales de cadencia sincrónica, es así que dentro de la
comunicación de datos está previsto un simetrizador. Este
simetrizador se compone, por ejemplo, de un transformador y de una
supresión de las cadencias sincrónicas. El transformador - como,
por ejemplo, un transformador pequeño de señales - transforma la
señal asimétrica y modulada de alta frecuencia, que ha de ser
transmitida, en una señal de transmisión, que es simétrica con
respecto a cualquier potencial de referencia de señales (masa), y
este transformador sirve al mismo tiempo para efectuar la separación
entre la conexión de red y la conexión de datos. La supresión de
las cadencias sincrónicas es llevada a efecto por medio de dos
bobinas, que de forma magnética están estrechamente acopladas entre
si y que están conectadas en serie con el transformador. Estas
bobinas asisten en el efecto simetrizador del transformador y lo
mejoran incluso en el sentido de que las mismas representan una
elevada impedancia para las partes proporcionales de cadencia
sincrónica dentro de la señal. La combinación entre el
transformador y las bobinas surte el deseado efecto de una
supresión de las señales perturbadoras.
Con el fin de proteger contra una destrucción a
causa de las excesivas tensiones también aquellos aparatos, que
están conectados en la conexión de datos del dispositivo acoplador,
resulta que la conexión de datos se encuentra protegida, de forma
preferente, mediante una protección intensiva contra las
sobretensiones. Esta protección ha de estar dimensionada de tal
manera, que la misma no ejerza - a la tensión máxima, que ha de ser
esperada con la señal que debe se transmitida - todavía ninguna
influencia sobre la señal, pero que debe desviar las sobretensiones,
que pueda poner en peligro la electrónica del dispositivo de
transmisión de datos como, por ejemplo, el dispositivo de
transmisión y de recepción.
Según una preferida forma para la realización del
dispositivo acoplador, es así que la conexión de red de éste último
no sólo está protegida contra las
sobretensiones sino también contra unas sobreintensidades. A este efecto, es empleada una protección contra las sobreintensidades, en la cual cada fase y el conductor neutro de la red de suministro de corriente de baja tensión se hacen pasar por un respectivo interruptor de sobreintensidad. Un interruptor de sobreintensidad desconecta la línea correspondiente si la corriente adquiere - por ejemplo, a consecuencia de un defecto - una intensidad excesiva.
sobretensiones sino también contra unas sobreintensidades. A este efecto, es empleada una protección contra las sobreintensidades, en la cual cada fase y el conductor neutro de la red de suministro de corriente de baja tensión se hacen pasar por un respectivo interruptor de sobreintensidad. Un interruptor de sobreintensidad desconecta la línea correspondiente si la corriente adquiere - por ejemplo, a consecuencia de un defecto - una intensidad excesiva.
Con preferencia, esta protección contra las
sobreintensidades está realizada en la forma de dos fases. La
primera fase está dimensionada para unas elevadas intensidades de
desconexión, y la segunda fase representa una protección normal
para los aparatos. La segunda fase está prevista en cualquier caso,
mientras que la primera fase se hace necesaria, por ejemplo, si el
dispositivo acoplador es conectado - en una instalación de vivienda
- por delante del propio fusible de la red de suministro de
corriente de baja tensión. La segunda fase sola no seria suficiente
para esta finalidad.
Para una transmisión de datos a través de una
red de suministro de corriente de baja tensión es empleado, de
forma preferente, un dispositivo según lo indicado en la
reivindicación de patente 3). Este dispositivo comprende un primer
terminal de datos así como un segundo terminal de datos; un primer
dispositivo de transmisión/recepción y un segundo dispositivo de
transmisión/recepción, así como un primer acoplador y un segundo
acoplador. El primer terminal de datos está previsto para la
generación de los datos, que han de ser transmitidos, y el mismo se
encuentra conectado con el primer dispositivo de
transmisión/recepción, que posee los medios para la generación de
una señal de transmisión de alta frecuencia de los datos, que éste
último ha recibido del primer terminal de datos. Esto es llevado a
efecto, por ejemplo, por modularse los datos sobre una señal de
soporte de alta frecuencia. Este primer dispositivo de
transmisión/recepción se encuentra conectado, a su vez, con el
primer acopiador, que está previsto para acoplar la señal de
transmisión a la red de suministro de corriente de baja tensión. Al
término de su transmisión a través de la red de suministro de
corriente de baja tensión, la señal de transmisión es desacoplada -
por medio del segundo acopiador, que dispone de los medios
correspondientes para ello - otra vez de la red de suministro de
corriente de baja tensión. El segundo dispositivo de
transmisión/recepción posee, a su vez, los medios para la
recuperación de los datos de la señal de transmisión, que por el
segundo acopiador ha sido desacoplada de la red de suministro de
corriente de baja tensión. Este dispositivo comprende, por ejemplo,
los medios para la desmodulación de la recibida señal de soporte
de alta frecuencia, que está modulada con los datos. Los datos,
recuperados por el segundo dispositivo de transmisión/recepción,
son transmitidos al segundo terminal de datos. Este último,
finalmente, está realizado de tal manera, que el mismo pueda
recibir los datos y los pueda procesar en la forma deseada.
En la mayoría de los casos, los terminales de
datos, los dispositivos de transmisión/recepción y también los
acopiadores estarán realizados de tal manera, que los datos puedan
ser transmitidos - por medio de la red de suministro de corriente de
baja tensión - no solamente en una dirección, sino en las dos
direcciones.
De forma preferente, por lo menos uno de los dos
acopiadores posee - aparte de una conexión de red para su conexión
a la red de suministro de corriente de baja tensión y de una
conexión de datos para conectar el acopiador a un dispositivo de
transmisión/recepción - también una salida de red, a través de la
cual y a efectos de su abastecimiento con energía, se encuentran
conectados a la red de suministro de corriente de baja tensión por
lo menos un dispositivo de transmisión/recepción o un terminal de
datos.
Según una preferida variante de esta forma de
realización resulta que la conexión de red de este acopiador con la
salida de red está realizada de tal manera, que el mismo pueda ser
conectado a una red de suministro de corriente de baja tensión con
por lo menos cuatro conductores de corriente, es decir, con un
conductor neutro y con por lo menos tres conductores de fase. En
este caso, para la selección de los dos conductores de corriente,
por medio de los cuales ha de ser transmitida la señal de alta
frecuencia o bien los cuales han de ser unidos - para la recepción
de la señal de alta frecuencia - con las entradas del dispositivo
de transmisión/recepción, está previsto un selector de conductores
de corriente.
Este selector de conductores de corriente puede
elegir - por ejemplo, sobre la base de unas señales de mando, que
le son aportadas por el dispositivo de transmisión/recepción - de
los conductores de corriente disponibles los dos conductores que
ofrezcan las mejores condiciones para una transmisión de datos
como, por ejemplo, la mejor calidad en la transmisión.
Con la finalidad de que los aparatos y las
conexiones puedan ser protegidos de forma óptima y que las
sobretensiones puedan ser desviadas sin ningún peligro, la conexión
de red del acoplador con la salida de red está realizada de tal
manera, que el mismo pueda ser conectado a una red de suministro de
corriente de baja tensión con un conductor de protección. Este
conductor de protección - o toma de tierra como el mismo también es
denominado - continúa dentro del acoplador; en este caso, las
sobretensiones que se presenten son desviadas desde la primera y la
segunda protección somera de sobretensiones o desde la protección
intensiva de sobretensiones hacia el potencial de este conductor de
protección.
La señal asimétrica de alta frecuencia, que ha
de ser transmitida a través de la red de suministro de corriente de
baja tensión, es convertida por el simetrizador en una señal de
transmisión que - con respecto al potencial de referencia de
señales - es simétrica. Al estar previsto un conductor de
protección, este potencial de referencia de señales puede coincidir
con el potencial del conductor de protección, es decir, que puede
estar unido con el mismo. Gracias a ello, la indeseable radiación
electromagnética es mantenida al más reducido nivel posible por
todo el trayecto de la transmisión.
A la inversa, resulta que la señal simétrica de
alta frecuencia - que es desacoplada de la red de suministro de
corriente de baja tensión - es convertida por el simetrizador en
una señal asimétrica, que es enviada al dispositivo de
transmisión/recepción. En este caso, por medio del simetrizador son
ampliamente suprimidas las asimétricas señales perturbadoras
(señales de cadencias sincrónicas), que pueden ser acopladas por
todo el trayecto de la transmisión.
Otras convenientes formas para la realización de
la presente invención y combinaciones de las características de las
mismas se pueden desprender de la detallada descripción relacionada
a continuación así como del conjunto de las reivindicaciones de la
patente.
Para la explicación del ejemplo de realización
de la presente invención se utilizan los planos adjuntos, en los
cuales:
La Figura 1 muestra la vista esquematizada de un
dispositivo para la transmisión de datos entre dos terminales de
datos y por medio de una red de suministro de corriente;
La Figura 2 indica la vista esquematizada del
dispositivo acoplador según la presente invención;
La Figura 3 muestra un dispositivo acoplador
para la transmisión de una señal de alta frecuencia a través de una
red trifásica de suministro de corriente de baja tensión con un
conductor de protección;
La Figura 4 indica una posible forma de
realización de un paso de banda bidireccional para el dispositivo
acoplador según la Figura 3;
La Figura 5 muestra una posible forma de
realización de una protección somera contra las sobretensiones de
la salida de red del dispositivo acopiador según la Figura 3;
La Figura 6 indica una posible forma de
realización de una protección somera contra las sobretensiones en
el trayecto de datos del dispositivo acopiador según la Figura
3;
La Figura 7 muestra una posible forma de
realización de una protección intensiva contra las sobretensiones
en el trayecto de datos del dispositivo acopiador según la Figura
3; mientras que
La Figura 8 indica una posible forma de
realización de un simetrizador en el trayecto de datos del
dispositivo acopiador según la Figura 3.
Como principio, en estas Figuras las partes
entre si idénticas están indicadas con las mismas referencias.
A continuación, la presente invención es
explicada con más detalles por medio de un ejemplo de realización
así como de algunos ejemplos de realización de unas conexiones
parciales.
La Figura 1 indica la vista esquematizada de un
dispositivo para la transmisión de datos por medio de una red de
suministro de corriente de baja tensión 1. Los datos son generados
por un primer ordenador 2 y, por medio de una línea de datos 3.1,
son pasados hacia un módem 4 que, a su vez, se encuentra unido - a
través de una línea de alta frecuencia 5 - con la conexión de datos
6.1 de un acopiador 7. El módem 4 modula los datos sobre una señal
de soporte de alta frecuencia y genera, de este modo, una señal de
alta frecuencia que, mediante la línea de alta frecuencia 5, es
transmitida al acoplador 7. Este acoplador está unido - a través de
su conexión de red 8.1 - con la red de suministro de corriente de
baja tensión 1. El acoplador 7 posee adicionalmente una salida de
red 9.1, a la cual está conectado el módem 4 a los efectos de ser
abastecido con la energía eléctrica. El ordenador 2.1 está
conectado directamente a la red de suministro de corriente de baja
tensión 1.
Por medio del acoplador 7, la señal de alta
frecuencia está acoplada a la red de suministro de corriente de
baja tensión 1. Al término de su transmisión por esta red de
suministro de corriente de baja tensión 1, la señal de alta
frecuencia es desacoplada otra vez - a través de la conexión de red
8.2 de un módem acoplador 10 - de la red de suministro de corriente
de baja tensión 1. Este módem acoplador 10 constituye prácticamente
una combinación entre un dispositivo acoplador según la presente
invención y un módem. Por consiguiente, el dispositivo acoplador se
encuentra integrado en un módem, y la adicional salida de red del
dispositivo acoplador se conduce - como una salida de red adicional
9.2 del módem acoplador 10 - hacia fuera. La conexión de datos del
dispositivo acoplador - que está integrado en el módem acoplador 10
- se encuentra unida internamente con la correspondiente entrada de
señales de una parte del módem. El módem acoplador 10 desmodula la
desacoplada señal de alta frecuencia y transmite los datos - a
través de la conexión de datos 6.2 y de la línea de datos 3.2 -
hacia un segundo ordenador 2.2. A su vez, este ordenador está
conectado - en cuanto a su abastecimiento con la energía eléctrica
- directamente a la red de suministro de corriente de baja tensión
1. No obstante, este ordenador 2.2 también podrá estar conectado -
tal como esto está indicado por una línea de trazos - a la salida
de red 9.2 del módem acoplador 10.
En la Figura 2, el acoplador 7 está indicado de
una manera más detallada y tal como el mismo es empleado en el
dispositivo indicado en la Figura 1. El acoplador posee tres
entradas y salidas, respectivamente, a saber: La conexión de red
8.1; la conexión de datos 6.1 y la salida de red 9.1. La conexión
de red 8.1 está protegida mediante un protector contra
sobreintensidades 11. A continuación del protector contra
sobreintensidades está previsto un paso de banda bidireccional 12,
que acopla la señal de alta frecuencia a la red de suministro de
corriente de baja tensión y también la desacopla de esta red. Una
señal completa, que es recibida a través de la conexión de red 8.1
es dividida - por medio del paso de banda bidireccional 12 - en una
parte proporcional de alta frecuencia y en una parte proporcional
de baja frecuencia; en este caso, la parte proporcional de alta
frecuencia se hace pasar - a través de la comunicación de datos -
hacia la conexión de datos 6.1, mientras que la parte proporcional
de baja frecuencia es transmitida - por medio de la comunicación de
red - hacia la salida de red 9.1.
La conexión de datos 6.1 se encuentra protegida
contra las sobretensiones a través de una protección somera contra
sobretensiones 13 así como mediante una protección intensiva contra
sobretensiones 14; a este efecto, los dos dispositivos de
protección están dispuestos dentro de la comunicación de datos.
Además, también dentro de la comunicación de red se encuentra una
protección somera contra sobretensiones 15 que protege la salida de
red 9.1 contra las tensiones excesivas.
Está previsto un filtro 16 para la supresión de
las partes proporcionales de señal de alta frecuencia, que desde
fuera son pasadas al acoplador 7 a través de la salida de red 9.1 y
que pueden perturbar considerablemente una transmisión de datos por
medio de la red de suministro de corriente de baja tensión.
El simetrizador 17, que está dispuesto dentro de
la comunicación de datos, convierte la señal asimétrica de alta
frecuencia, recibida a través de la conexión de datos 6.1, en una
señal de transmisión simétrica o bien convierte la señal de
recepción simétrica, recibida a través de la conexión de red, en
una señal asimétrica de alta frecuencia para su transmisión al
módem situado a continuación. Al mismo tiempo, este simetrizador 17
sirve para la supresión de las cadencias sincrónicas de las
señales, que son recibidas por medio de la red de suministro de
corriente de baja tensión, como asimismo sirve para la separación
galvánica entre la conexión de red 8.1 y la conexión de datos
6.1.
La Figura 5 muestra el acoplador 7 para el caso
de una red de suministro de corriente pentapolar de baja tensión 1;
con un conductor neutro 1.1, con tres conductores de fase 1.2, 1.3
y 1.4, así como con un conductor de toma de tierra 1.5. El
conductor neutro 1.1 y los conductores de fase, 1.2 hasta 1.4, están
asegurados - por medio de un respectivo interruptor de
sobreintensidad 11.1 hasta 11.4 - contra unas intensidades
indeseablemente elevadas en los conductores individuales.
Aquí está representado otra vez el paso de banda
bidireccional 12 cuya salida de alta frecuencia - es decir, la
salida en dirección hacia la conexión de datos, con las partes
proporcionales de la señal completa, las cuales son de alta
frecuencia - posee, por un lado, la toma de tierra de contacto
continuo 1.5 y, por el otro lado, posee los cuatro conductores de
corriente filtrados por el filtro de paso alto, es decir, el
conductor neutro 19.1 y los tres conductores de fase, 19.2 hasta
19.4. La salida de baja frecuencia - es decir, la salida con las
partes proporcionales de la señal completa, las cuales son de baja
frecuencia, y la cual es conducida sobre la salida de red 9.1 -
posee, conforme a este ejemplo, solamente tres conductores, a
saber: La toma de tierra de contacto continuo 1.5; el conductor
neutro 20.1, que está filtrado por el filtro de paso bajo; así como
un conductor de fase 20.2, que también se hace pasar por el filtro
de paso bajo. Es evidente que también todos los conductores de
fase pueden ser conducidos por la salida de red 9.1, con el objeto
de que el acoplador también puedan ser conectados los aparatos con
una conexión de red de cinco polos.
También está indicada aquí la protección somera
contra sobretensiones 13 dentro de la comunicación de datos, la
cual está dividida en unas respectivas protecciones someras contra
sobretensiones, 13.1 hasta 13.4, previstas para el conductor neutro
19.1 y para los tres conductores de fase, 19.2 hasta 19.4.
Están representados asimismo tanto el
simetrizador 17, el filtro 16 como la protección somera contra
sobretensiones 15 y la protección intensiva contra sobretensiones
14; en este caso, también se ha indicado el respectivo número de los
hilos de conexión correspondientes.
Adicionalmente al acoplador 7 indicado en la
Figura 2, aquí está representado un selector de conductores de
corriente 18, que es necesario si la red de suministro de corriente
de baja tensión 1 posee más de dos conductores de corriente para la
transmisión de las señales de alta frecuencia. Según el presente
ejemplo, la red de suministro de corriente de baja tensión 1 tiene
cuatro conductores de corriente, por lo cual mediante el selector
de conductores de corriente 18 puede ser establecida una unión de
conductividad eléctrica entre dos conductores de corriente de los
cuatro conductores de corriente y las dos entradas del simetrizador
17. Además, por medio del simetrizador 17 también es conseguida una
separación galvánica entre sus entradas y sus salidas, y la señal
de salida es emitida sobre un conductor de señales 19.0 de forma
asimétrica con respecto a la masa 1.6. Mediante la línea de trazos
entre la toma de tierra 1.5 y la masa 1.6 queda reflejado que las
mismas también pueden estar unidas entre si para tener, por
consiguiente, un mismo potencial.
La Figura 4 muestra el paso de banda
bidireccional 12 para el acoplador 7 de la Figura 3, es decir, para
un acoplador previsto para su conexión a una red de suministro de
corriente pentapolar de baja tensión 1. Aquí están indicados (sin
los interruptores de sobreintensidad 11.1 hasta 11.4) las cinco
entradas: El conductor neutro 1.1; los tres conductores de fase,
1.2 hasta 1.4; así como la toma de tierra 1.5; en este caso, el
conductor neutro 1.1 y el conductor de fase 1.2 se conducen - a
través de un filtro de paso bajo 21, que se compone de dos bobinas,
22.1 y 22.2, y de un condensador 23.1 - hacia la salida de alta
frecuencia. Esta última comprende - aparte del conductor neutro
20.1 y del conductor de fase 20.2, que se hacen pasar por el filtro
de paso bajo - también la toma de tierra 1.5, que es de un
contacto continuo directo.
Las bobinas, 22.1 y 22.2, están constituidas por
unos choques de alimentación, que existen en el mercado; con una
inductividad de, por ejemplo, 100 microhenrio. Las bobinas tienen
que estar dimensionadas de tal manera que las mismas - sin acusar
fenómenos de saturación - puedan conducir la corriente nominal del
siguiente módem, que ha de ser alimentado. El condensador 23.1 es
un condensador de tipo X, que también se encuentra en el mercado;
con una capacidad de, por ejemplo, 100 nanofaradio. El condensador
puede formar asimismo parte integrante del filtro 16, que está
previsto a continuación.
Además, el conductor neutro 1.1 y los tres
conductores de fase, 1.2 hasta 1.4, se hacen pasar - atravesando un
respectivo filtro de paso alto, 24.1, 24.2, 24.3 y 24.4 - hacia la
salida de alta frecuencia del paso de banda bidireccional 12. Cada
uno de estos filtros de paso alto, 24.1 hasta 24.4, se compone de un
respectivo condensador, 23.2 hasta 23.5, así como de una bobina
correspondiente, 22.3 hasta 22.6. Por consiguiente, la salida de
alta frecuencia comprende los cuatro conductores de corriente
pasados por el filtro de paso alto, es decir, el conductor neutro
19.1 y los tres conductores de fase, 19.2 hasta 19.4, así como la
toma de tierra 1.5, que también en la salida de alta frecuencia es
de un contacto continuo directo.
Los condensadores, 23.2 hasta 23.5, son, por
ejemplo, unos condensadores de seguridad de la clase Y; con una
capacidad de 10 nanofaradio. Han de ser tenidas en cuenta las
prescripciones especificas de los aparatos en cuanto a la corriente
del conductor de protección (corriente de descarga): La corriente de
baja frecuencia, que pasa por los condensadores, 23.2 hasta 23.5, y
la cual procede de la tensión de la corriente de alimentación, entra
en la corriente de descarga del aparato. Las bobinas, 22.3 hasta
22.6, están constituidas por unas bobinas de reactancia de banda
ancha y existentes en el mercado; provistas, por ejemplo, de un
núcleo de seis perforaciones, hecho de un material de alta
permeabilidad.
La Figura 5 muestra una posible forma para la
realización de la protección somera contra sobretensiones 15; con
tres entradas y con tres salidas, según lo indicado en la Figura 3.
Esta protección se compone de dos resistencias, 27.1 y 27.2, como,
por ejemplo, de varistores de óxido metálico dependientes de la
tensión, como asimismo se compone de un descargador de sobretensión
28.1. Las resistencias, 27.1 y 27.2, que trabajan en función de la
tensión, se encuentran unidas, por un lado, con el conductor neutro
20.1 o con el conductor de fase 20.2 y, por el otro lado, están
unidas con el descargador de sobretensión 28.1. El descargador de
sobretensión 28.1 es, por ejemplo, un descargador de sobretensión
lleno de gas, y el mismo se encuentra unido - por el segundo
electrodo - con la toma de tierra 1.5. Teniendo en cuenta que el
filtro de paso bajo 21 (Véase la Figura 4) elimina de una
sobre-tensión transitoria de la red de suministro
de corriente de baja tensión solamente la parte proporcional, que
es pobre en energía y es de alta frecuencia, resulta que este
filtro está dimensionado para toda la energía de una sobretensión
de esta clase.
En la Figura 6 está representada una posible
variante para la realización de la protección somera contra
sobretensiones 13.1 para el conductor neutro 19.1 dentro de la
comunicación de datos. Esta protección se compone solamente de un
descargador de sobretensión lleno de gas 28.2 que, por su primer
electrodo, está unido con el conductor neutro 19.1, mientras que el
segundo electrodo del mismo se encuentra unido con la toma de
tierra 1.5. Un descargador de sobretensión 28.2 de esta clase
resulta más apropiado teniendo en cuenta que el mismo tiene, por un
lado, un corto tiempo de reacción y, por el otro lado, es de una
más reducida capacidad, lo cual tiene por efecto prácticamente
ninguna amortiguación de la señal. Esta protección somera contra
sobretensiones 13.1 está prevista solamente para la energía de una
sobretensión transitoria de la red de suministro de corriente de
baja tensión, la cual se encuentra desacoplada de ésta última por
medio del filtro de paso alto 24.4 (Véase la Figura 4).
La protección somera contra sobretensiones, 13.2
hasta 13.4, para los tres conductores de fase, 19.2 hasta 19.4, es
idéntica a la protección somera contra sobretensiones 13.1, que se
acaba de describir; en este caso, en cambio, en lugar del conductor
neutro 19.1 es empleado aquí uno de los tres conductores de fase,
19.2 hasta 19.4.
En la Figura 7 está indicada, a título de
ejemplo, una forma de realización para la protección intensiva
contra sobretensiones 14 (Véase la Figura 3). Este tipo de
protección incluye dos diodos, 29.1 y 29.2, como, por ejemplo, los
diodos de una conexión rápida (high speed switching diodes), como
asimismo comprende dos resistencias, que trabajan en función de la
tensión y que pueden estar constituidas otra vez, por ejemplo, por
unos varistores de óxido metálico, 27.3 y 27.4. Estos diodos están
unidos con la línea de
señales 19.0 (Véase la Figura 3), es decir, el primer diodo 29.1 está unido con esta línea por su ánodo, mientras que el segundo diodo 29.2 se encuentra unido por su cátodo. Cada uno de los dos diodos, 29.1 y 29.2, está conectado en serie con el respectivo varistor, 27.3 y 27.4; en este caso, los dos varistores están unidos - por sus otros electrodos - con la toma de tierra 1.5.
señales 19.0 (Véase la Figura 3), es decir, el primer diodo 29.1 está unido con esta línea por su ánodo, mientras que el segundo diodo 29.2 se encuentra unido por su cátodo. Cada uno de los dos diodos, 29.1 y 29.2, está conectado en serie con el respectivo varistor, 27.3 y 27.4; en este caso, los dos varistores están unidos - por sus otros electrodos - con la toma de tierra 1.5.
La combinación entre el diodo y el varistor
descarga, con respecto al potencial de tierra, o unas puntas
positivas o unas puntas negativas de una sobretensión. Los
varistores, 27.3 y 27.4, tienen que estar dimensionados de tal
manera, que los mismos no sean todavía conductores a la máxima
tensión, que se ha de esperar de la señal a transmitir, y que ellos
se vuelvan conductores a unas tensiones que pudieran poner en
peligro la electrónica del siguiente aparato, es decir, del módem
según el presente ejemplo.
En la Figura 8 está indicada, finalmente, una
posible variante para la realización del simetrizador 17. Este
último se compone de un transformador pequeño de señales 30, con el
cual se encuentran conectadas en serie dos bobinas, 31.1 y 31.2,
que de forma magnética están estrechamente acopladas entre sí.
Una señal de alta frecuencia, que ha de ser
transmitida, es recibida - a través de la entrada de datos 6.1
(Véase la Figura 6.1) - en la línea de señales 19.0 (con el
potencial de señal frente al potencial de tierra de la toma de
tierra 1.5), y esta señal está protegida por medio de la protección
intensiva contra sobretensiones 14. Este conductor de señales 19.0
está unido con la primera bobina 31.1 de las dos bobinas, que de
forma magnética están estrechamente acopladas entre si, mientras
que la toma de tierra 1.5 se encuentra unida con la otra bobina
31.2. El respectivo segundo electrodo de cada bobina, 31.1 y 31.2,
está unido con la correspondiente entrada del pequeño transformador
de señales 30, que convierte la asimétrica señal de alta
frecuencia, que tiene que ser transmitida, en una señal de
transmisión simétrica y galvánicamente separada, que este
transformador transmite - por medio de los dos conductores de
corriente, con los cuales éste último está unido a través del
selector de conductores de corriente 18 - al paso de banda
bidireccional 12.
A la recepción de una señal de alta frecuencia -
que mediante el paso de banda bidireccional 12 ha sido desacoplada
de la red de suministro de corriente de baja tensión - tiene lugar
exactamente lo mismo como anteriormente indicado, pero en el orden
inverso, de tal manera que la señal de alta frecuencia sea
transmitida, a través de la conexión o entrada de datos 6.1, sobre
el conductor de señales 19.0 frente a la toma de tierra 1.5 y al
siguiente módem a efectos de su desmodulación.
Las dos bobinas, 31.1 y 31.2, que de forma
magnética están estrechamente acopladas entre si, mejoran el efecto
de simetría por el hecho de que las mismas representan una elevada
impedancia para las partes proporcionales de la señal de alta
frecuencia, las cuales son de una cadencia sincrónica. A la
recepción de una señal de alta frecuencia, esta combinación entre
el transformador y las bobinas surte el efecto de una fuerte
supresión de las señales perturbadoras, que normalmente están
representadas por unas señales con cadencia sincrónica.
Como resumen, puede ser constatado que el
dispositivo acoplador según la presente invención permite
introducir - a través de la conexión de red del dispositivo
acoplador - en una red de suministro de corriente de baja tensión
las señales de alta frecuencia, que son recibidas por medio de la
conexión de datos, como también permite abastecer - a través de las
mismas líneas de conexión - otro aparato, que está conectado a la
salida de red de este dispositivo acopiador, con la energía
eléctrica procedente de esta red de suministro de corriente de baja
tensión. Es evidente que con el mismo dispositivo acopiador una
señal de alta frecuencia pueda ser también desacoplada de esta red
de suministro de corriente de baja tensión para ser transmitida - a
través de la conexión de datos - hacia otros aparatos; en este
caso, el aparato, que está conectado a la salida de red del
dispositivo acopiador, también puede ser abastecido - al mismo
tiempo y por medio de la conexión de red del dispositivo acopiador
- con la energía.
Claims (11)
- l. Dispositivo acoplador (7) para el acoplamiento y desacoplamiento, respectivamente, de una señal de alta frecuencia a una red de suministro de corriente de baja tensión (1) así como de esta misma red; dispositivo éste que está caracterizado porque el mismo posee - aparte de una conexión de red (8.1) y de una conexión de datos (6.1) - también una salida de red (9.1) así como un simetrizador (17); en este caso, el simetrizador (17) se encuentra situado entre la conexión de red (8.1) y la conexión de datos (6.1).
- 2. Dispositivo acoplador conforme a la reivindicación 1) y caracterizado porque para el acoplamiento y desacoplamiento, respectivamente, de la señal de alta frecuencia a la red de suministro de corriente de baja tensión (1) así como de esta misma red está previsto un paso de banda bidireccional (12), que se encuentra unido con la conexión de red (8.1) y que posee un filtro de paso alto (24.1 hasta 24.4) así como un filtro de paso bajo (21); paso de banda bidireccional éste que está realizado de tal manera que, a través del filtro de paso alto (24.1 hasta 24.4) queda establecida una comunicación de datos entre la conexión de red (8.1) y la conexión de datos (6.1), mientras que por medio del filtro de paso bajo (21) es establecida una comunicación de red entre la conexión de red (8.1) y la salida de red (9.1).
- 3. Dispositivo acoplador conforme a las reivindicaciones 1) o 2) y caracterizado porque la salida de red (9.1) está protegida por medio de una primera protección somera contra sobretensiones (15).
- 4. Dispositivo acoplador conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 3) y caracterizado porque dentro de la comunicación de red, directamente. por delante de la salida de red (9.1), está dispuesto un filtro (16) para la supresión de las señales perturbadoras.
- 5. Dispositivo acopiador conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 4) y caracterizado porque dentro de la comunicación de datos está prevista una segunda protección somera contra sobretensiones (13).
- 6. Dispositivo acopiador conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 5) y caracterizado porque la conexión de datos (6.1) está protegida por medio de una protección intensiva contra sobretensiones (14).
- 7. Dispositivo acopiador conforme a una de las reivindicaciones 1) hasta 6) y caracterizado porque la conexión de red (8.1) está protegida a través de un protector contra sobreintensidades (11).
- 8. Dispositivo para la transmisión de datos por medio de una red de suministro de corriente de baja tensión (1) y entre un primer terminal de datos (2.1) y un segundo terminal de datos (2.2); dispositivo éste que está caracterizado porque por lo menos un terminal de datos (2.1) de los dos terminales de datos se encuentra conectado a la red de suministro de corriente de baja tensión (1) a través de un dispositivo acopiador (7) conforme a la reivindicación 1).
- 9. Dispositivo conforme a la reivindicación 8) y caracterizado porque la conexión de red (8.1) del dispositivo acopiador (7) está realizada de tal manera, que el dispositivo acopiador pueda ser conectado a una red de suministro de corriente de baja tensión (1) con por lo menos cuatro conductores de corriente, es decir, con un conductor neutro (1.1) y con por lo menos tres conductores de fase (1.2, 1.3, 1.4); así como caracterizado porque el dispositivo acoplador (7) posee un selector de conductores de corriente (18), que está previsto para seleccionar los dos conductores de corriente, por medio de los cuales ha de ser transmitida la señal de alta frecuencia.
- 10. Dispositivo conforme a las reivindicaciones 8) o 9) y caracterizado porque la conexión de red (8.1) del dispositivo acoplador (7) está realizado de tal manera, que este dispositivo acoplador pueda ser conectado a una red de suministro de corriente de baja tensión (1) con un conductor de protección (1.5).
- 11. Dispositivo conforme a la reivindicación 8) y caracterizado porque el primer terminal de datos (2.1) posee unos medios para la generación de datos, mientras que este dispositivo comprende:* Un primer dispositivo de transmisión/recepción (4), con unos medios para generar de los datos una señal de transmisión de alta frecuencia;* Un primer dispositivo acoplador (7) conforme a la reivindicación 1), con unos medios para el acoplamiento de la señal a la red de suministro de corriente de baja tensión (1);* Un segundo dispositivo acoplador (10) conforme a la reivindicación 1), con unos medios para el desacoplamiento de la señal de transmisión, que es transmitida a través de la red de suministro de corriente de baja tensión (1);* Un segundo dispositivo de transmisión/recepción (10), con unos medios para la recuperación de los datos de la señal de transmisión, que por el segundo dispositivo acoplador (10) ha sido desacoplada de la red de suministro de corriente de baja tensión (1); a este efecto, el segundo terminal de datos (2.2) posee unos medios para la recepción de los datos, que son recuperados por el segundo dispositivo de transmisión/recepción (10).
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