KR101257210B1 - Circuit for transmitting/receiving digital signal using power line - Google Patents

Circuit for transmitting/receiving digital signal using power line Download PDF

Info

Publication number
KR101257210B1
KR101257210B1 KR1020120073307A KR20120073307A KR101257210B1 KR 101257210 B1 KR101257210 B1 KR 101257210B1 KR 1020120073307 A KR1020120073307 A KR 1020120073307A KR 20120073307 A KR20120073307 A KR 20120073307A KR 101257210 B1 KR101257210 B1 KR 101257210B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
digital signal
power line
modulated digital
modulated
transformer
Prior art date
Application number
KR1020120073307A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
이윤희
Original Assignee
주식회사 리모텍
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 주식회사 리모텍 filed Critical 주식회사 리모텍
Priority to KR1020120073307A priority Critical patent/KR101257210B1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101257210B1 publication Critical patent/KR101257210B1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • 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
    • H04L25/0264—Arrangements for coupling to transmission lines
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B2203/00—Indexing scheme relating to line transmission systems
    • H04B2203/54—Aspects of powerline communications not already covered by H04B3/54 and its subgroups
    • H04B2203/5462—Systems for power line communications
    • H04B2203/5483—Systems for power line communications using coupling circuits

Abstract

PURPOSE: A digital signal transceiver circuit using a power line is provided to stably transceive a digital signal through two power lines. CONSTITUTION: A first amplification unit(12) amplifies a digital signal transmitted through a modulation unit(11) from a microprocessor(1). A power amplification unit(13) amplifies current and voltage the amplified modulated digital signal in the first amplification unit. A transmission coupling transforming unit(14) induces the amplified modulated digital signal to a second side by a state of application to a first side of a transformer(T1) through a condenser(C1). The transmission coupling transforming unit outputs to a power line(2) by processing the induced modulated digital signal in the second side in a condenser(C2). A carrier frequency generator applies carrier wave of a dustproof frequency to the modulation unit. If a modulated digital signal is induced in the first side of a transformer(T2) connected through a condenser(C3) to the power line, a reception coupling transforming unit(21) induces a modulated digital signal in the second side by inductance of the transformer and an LC tuned frequency by a condenser(C4) in the second side. [Reference numerals] (15) Carrier frequency generator; (25) Demodulation; (AA) Microprocessor; (BB) Power line; (CC) PLC-transmitter; (DD) PLC-receiver; (EE) Power supply unit;

Description

전력선을 이용한 디지털신호의 송·수신회로{Circuit for transmitting/receiving digital signal using power line}Circuit for transmitting and receiving digital signal using power line {Circuit for transmitting / receiving digital signal using power line}

본 발명은 전력선을 이용한 디지털신호의 송·수신회로에 관한 것으로, 상세하게는 마이크로프로세서에서 전달되는 디지털신호는 PLC 송신부에서 변조하여 전력선으로 전송하도록 하고, 전력선을 통하여 전송되는 디지털신호를 PLC 수신부에서 복조하여 마이크로프로세서에 전달하도록 함으로써 디지털신호를 2선의 전력선을 통하여 안정되게 송·수신할 수 있도록 한 전력선을 이용한 디지털신호의 송·수신회로에 관한 것이다.The present invention relates to a digital signal transmission and reception circuit using a power line, and more particularly, a digital signal transmitted from a microprocessor is modulated by a PLC transmitter to be transmitted to a power line, and a digital signal transmitted through the power line is transmitted from a PLC receiver. The present invention relates to a digital signal transmission / reception circuit using a power line that can be demodulated and transmitted to a microprocessor so that a digital signal can be stably transmitted and received through two power lines.

일반적으로 광대역 통신 기술의 발달로, 고속 인터넷 서비스가 점차 확대되고 있다. 광대역 통신 서비스는 다양한 기술, 망구조 및 전송 방식을 통해 제공될 수 있는데, 광대역 통신 기술은 DSL(Digital Subscriber Line), 광케이블, 동축 케이블, 무선 통신 및 BPL(Broadband over Power Lines)을 포함한다.In general, with the development of broadband communication technology, high-speed Internet services are gradually expanding. Broadband communications services can be provided through a variety of technologies, networks, and transmission schemes, which include digital subscriber line (DSL), optical cable, coaxial cable, wireless communications, and broadband over power lines (BPL).

상기의 BPL은 전력선(power line)을 통하여 고속으로 신호(혹은 데이터라 칭하기도 함)를 전송할 수 있도록 해주는 기술로서, PLC(Power Line Communication)로 통용되던 용어를 모뎀 기술의 발달과 함께 2004년부터 미국 FCC에서 공식적으로 BPL이란 용어로 통일하여 사용하기 시작하였다.The BPL is a technology that allows a signal (or data) to be transmitted at high speed through a power line. Since 2004, the term used in PLC (Power Line Communication) has been developed with the development of modem technology. The US FCC officially began to use the term BPL.

전력선통신은 전력 송신을 목적으로 하는 전력선의 전원 파형(60Hz)에 통신신호(디지털정보, 수백kHz ∼ 수십MHz)를 실어서 전송하는 통신방식으로서, 이렇게 전송된 통신신호는 고주파 필터를 이용해 신호만을 따로 분리해 통신하는 기술이다.Power line communication is a communication method that transmits a communication signal (digital information, hundreds of kHz to several tens of MHz) on a power supply waveform (60 Hz) of a power line for power transmission, and transmits the signal using only a high frequency filter. Separately communicated technology.

이 기술은 별도의 통신선 없이 이미 설치되어 있는 전력선에 BPL 중계장치를 연결하고 사용자는 전원콘센트에 접속함으로써 인터넷 접속 등, 초고속 정보통신 서비스를 제공할 수 있는 통신 방식이다.This technology connects the BPL repeater to the power line already installed without a separate communication line, and the user can connect the power outlet to provide high-speed information communication services such as Internet access.

전력선은 넓은 지역에 광범위하게 이미 설치되어 있고 또한 각 가정이나 건물의 방방마다 배선이 되어 있다. 따라서 이더넷 케이블이나 위성 접속 대신 이미 집안 구석구석에 배선이 되어 있는 전력선을 이용하는 전력선 통신은, 배선이나 설정의 문제없이 쉽고 간단하게 사용할 수 있어, 전력선을 이용하여 초고속 인터넷을 사용할 수 있는 고속 전송에 대한 상용화 연구가 활발히 이루어지고 있다.Power lines are already widely installed in large areas and are wired to every room or building. Therefore, power line communication using a power line that is already wired in every corner of the house, instead of Ethernet cable or satellite connection, can be used easily and simply without any problem of wiring and setting. Commercialization research is being actively conducted.

초기의 전력선통신 기술은 성능의 한계 때문에 주로 홈 네트워킹 수단으로 활용되었으나 최근 200Mbps 급의 BPL 모뎀 칩이 상용화되는 등 모뎀 기술의 급속한 발달로 인해 전력선통신 기술을 가입자망(Access network)으로 활용하는 다양한 접근이 이루어지고 있다.Initially, power line communication technology was mainly used as a home networking means due to the limitation of performance. However, due to the rapid development of modem technology such as the 200Mbps BPL modem chip commercialization, various approaches using power line communication technology as an access network are available. This is done.

그러나 전력선통신에서 극복해야할 문제점도 있는데, 이 중 하나가 잡음(Noise)이다. 특히, 전력선 통신과 무선 통신을 함께 사용하는 장치의 경우, 상호간 간섭 잡음으로 인해 성능 저하가 유발될 수 있다.However, there are also problems to overcome in power line communication, one of which is noise. In particular, in the case of a device using both power line communication and wireless communication, performance may be degraded due to mutual interference noise.

그리하여, 도 1에 도시한 것과 같이 전력선 통신을 위한 아날로그 프론트엔드 장치가 제안되었으며,Thus, an analog front end device for power line communication has been proposed as shown in FIG.

상기의 아날로그 프론트엔드 장치(110)는 디지털신호 처리기(100)에서 출력되는 데이터신호를 전력선(101)에 송신하는 송신부(120)와,The analog front end device 110 includes a transmitter 120 for transmitting a data signal output from the digital signal processor 100 to the power line 101;

전력선(101)으로부터 전력선 통신을 위한 데이터신호를 수신하는 수신부(130)와,A receiver 130 for receiving a data signal for power line communication from the power line 101;

송신부(120)로부터 전달된 송신 데이터신호를 전력선(101)에 전달하고 전력선(101)으로부터 전달된 수신 데이터신호를 수신부(130)에 전달하는 전력선 커플러(140)로 구성하였다.The power line coupler 140 transmits the transmission data signal transmitted from the transmitter 120 to the power line 101 and the reception data signal transmitted from the power line 101 to the receiver 130.

상기의 송신부(120)는 디지털/아날로그 변환기(121)와 송신 필터(122) 및 송신 증폭기(123)로 구성되고, 수신부(130)는 수신필터(131)와 수신 증폭기(132) 및 아날로그/디지털 변환기(133)로 구성하였다.The transmitter 120 includes a digital / analog converter 121, a transmission filter 122, and a transmission amplifier 123, and the receiver 130 includes a reception filter 131, a reception amplifier 132, and an analog / digital converter. It consisted of a transducer 133.

상기의 전력선 커플러(140)는 전력선으로 데이터신호를 송신하고, 전력선으로부터 데이터신호를 수신하는 인터페이스 역할을 한다.The power line coupler 140 transmits a data signal to the power line and serves as an interface for receiving the data signal from the power line.

상기의 전력선 커플러는 도 2에 도시한 것과 같이,The power line coupler as shown in Figure 2,

전력선 커플러(140)의 변압기(T21)의 2차측의 일단에 단일입력/단일출력 구조의 송신부(120)와 수신부(130)가 공통으로 연결되고, 변압기(T21)의 2차측의 타단은 접지하였다.The transmitter 120 and the receiver 130 of the single input / single output structure are commonly connected to one end of the secondary side of the transformer T21 of the power line coupler 140, and the other end of the secondary side of the transformer T21 is grounded. .

상기 송신부(130)의 송신증폭기(133)에서 출력되는 아날로그 송신신호는 변압기(T21)를 거쳐 전력선(101)에 실려서 송신되고, 전력선(101)에 실려서 전송된 수신신호는 커패시터(C21)와 변압기(T21)를 통해 필터링되어 수신필터(131)에 수신되도록 하였다.The analog transmission signal output from the transmission amplifier 133 of the transmission unit 130 is transmitted to the power line 101 via the transformer T21, and the received signal transmitted by the power line 101 is transferred to the capacitor C21 and the transformer. The filter is filtered through T21 to be received by the reception filter 131.

여기서 퓨즈(F21)와, 바리스터(D20), 저항(R21), 및 제너다이오드(D21, D22)는 모두 전력선 커플러 회로를 보호하기 위한 소자들이다.The fuse F21, the varistor D20, the resistor R21, and the zener diodes D21 and D22 are all elements for protecting the power line coupler circuit.

상기의 전력선 커플러에 의하여서는 전력선과 접지 사이에, 그리고 전력선 라인간에 잡음이 발생하는데, 전력선과 접지 사이에는 공통모드 잡음이 존재하고, 전력선 라인간에는 노멀모드 잡음이 존재한다. 이러한 잡음들은 신호를 송신할 때보다 수신할 때 더 큰 문제로 작용하는데, 수신신호와 함께 수신된 잡음은 잡음 주파수 및 크기에 따라 통신 성능을 크게 저하시키는 원인이 된다.The power line coupler generates noise between the power line and the ground and between the power line lines. Common mode noise exists between the power line and the ground, and normal mode noise exists between the power line lines. These noises are more problematic when receiving a signal than when transmitting a signal. Noise received with the received signal causes a significant decrease in communication performance depending on the noise frequency and magnitude.

따라서, 이러한 잡음을 감소시키기 위한 방안들이 제안되었는데, 공통모드 잡음은 송신부와 수신부의 구조를 단일 입력/단일출력 구조에서 차동입력/차동출력 구조로 변경함으로써 제거하고, 노멀모드 잡음은 수신부의 수신필터(131)에서 필터링 함으로써 제거하도록 하였다.Therefore, a scheme for reducing such noise has been proposed. The common mode noise is removed by changing the structure of the transmitter and receiver from a single input / single output structure to a differential input / differential output structure. The filter is removed at 131.

그러나 상기와 같은 차동입력/차동출력 구조의 송신부와 수신부를 아날로그 프론트엔드 회로에 적용하면, 앞서 설명하였던 바와 같이 공통 노드 잡음을 감소시킬 수 있으나, 단일입력/단일출력 구조의 송신부와 수신부에 비해 회로 구성이 복잡하고 부품이 증가하며, 결과적으로 아날로그 프론트엔드의 크기와 가격을 증가시키는 문제점이 있다.However, if the transmitter and receiver of the differential input / differential output structure as described above are applied to the analog front-end circuit, the common node noise can be reduced as described above, but the circuit compared to the transmitter and receiver of the single input / single output structure can be reduced. The complexity of the components and the increased number of components increase the size and cost of the analog front end.

그러므로 2002년 04월 12일자 특허출원 제10-2002-0019980호(전력선 통신을 위한 아날로그 프론트엔드 장치 및 전력선커플러)가 제안되었는 바,Therefore, Patent Application No. 10-2002-0019980 dated April 12, 2002 (analog front end device and power line coupler for power line communication) was proposed.

이는 도 3에 도시한 바와 같이,This is shown in Figure 3,

전력선으로부터 전력선 통신을 위한 차동 수신신호를 입력받아 신호 처리하여 디지털신호 처리기(200)에 전달하는 수신부(210)와,A receiver 210 which receives a differential received signal for power line communication from the power line and processes the signal and transmits the signal to the digital signal processor 200;

이 디지털신호 처리기(200)에서 출력되는 단일 송신신호를 입력받아 신호 처리하여 전력선에 송출하는 송신부(220)와,A transmitter 220 which receives a single transmission signal output from the digital signal processor 200, processes the signal, and transmits the signal to a power line;

전력선을 통해 입력되는 수신신호를 입력받아 차동 수신신호로 처리하여 수신부(210)에 제공하고 송신부(220)로부터 입력되는 단일 송신신호를 전력선을 통해 송출하는 전력선 커플러(230)를 구비한다.A power line coupler 230 is provided to receive a received signal input through the power line, process it as a differential receive signal, provide the received signal to the receiver 210, and transmit a single transmission signal input from the transmitter 220 through the power line.

수신부(210)는 전력선 커플러(230)를 통해 입력되는 차동 수신신호 중 전력선 통신대역은 통과시키고 전력선 통신대역 이외의 신호는 감쇄시키는 차동 수신필터(211)와, 차동 수신필터(211)를 통과한 전력선 통신대역의 차동 수신신호를 증폭하는 수신 차동증폭기(212)와, 수신 차동증폭기(212)에서 증폭된 차동 수신신호를 입력받아 디지털로 변환하는 차동입력 아날로그/디지털 변환기(213)로 구성한다.The receiver 210 passes through the differential receiving filter 211 and the differential receiving filter 211 which passes the power line communication band and attenuates signals other than the power line communication band among the differential receiving signals inputted through the power line coupler 230. A reception differential amplifier 212 for amplifying the differential reception signal of the power line communication band and a differential input analog / digital converter 213 for receiving and converting the differential reception signal amplified by the reception differential amplifier 212 into digital.

송신부(220)는 디지털신호 처리기(200)로부터 입력되는 디지털 송신신호를 아날로그로 변환하는 디지털/아날로그 변환기(221)와, 아날로그 단일 송신신호 중 전력선 통신대역을 통과시키는 송신필터(222)와, 송신필터(222)를 통과한 단일 송신신호의 전력을 증폭하여 변압기(T2)의 2차측으로 송출하는 송신 증폭기(223)로 구성한다.The transmitter 220 includes a digital-to-analog converter 221 for converting a digital transmission signal input from the digital signal processor 200 into analog, a transmission filter 222 for passing a power line communication band among analog single transmission signals, and a transmission. A transmission amplifier 223 that amplifies the power of the single transmission signal passing through the filter 222 and transmits it to the secondary side of the transformer T2.

전력선 커플러(230)는 전력선과 전력선 커플러 사이에 직렬로 연결된 퓨즈(F31)와, 전력선 라인간에 연결되어 전력선에서 발생하는 고압의 써지 전압으로부터 전력선 커플러를 보호하기 위한 제너 다이오드(D31, D32)와, 전력선에 직렬로 연결되어 수신신호의 차단 주파수를 결정하는 커패시터(C31) 및 변압기(T32)와, 커패시터(C31)에 병렬로 연결되어 커패시터(C31)에 충전된 전하를 방전하는 경로가 되는 저항(R31)을 포함하여 구성하였다.The power line coupler 230 includes fuses F31 connected in series between the power line and the power line coupler, zener diodes D31 and D32 connected between the power line lines to protect the power line coupler from high voltage surge voltage generated from the power line, A capacitor C31 and a transformer T32 connected in series to a power line to determine a cutoff frequency of a received signal, and a resistor connected in parallel to the capacitor C31 to be a path for discharging the charge charged in the capacitor C31 ( R31).

그러나 상기와 같은 종래의 전력선 통신을 위한 아날로그 프론트엔드 장치 및 전력선커플러에 의하여서는, 디지털신호를 아날로그신호로 변환하여 송신하고 수신되는 아날로그신호를 디지털신호로 변환하는 중에 전력선을 통하여 송·수신하도록 하였으나, 실제로 젼력선을 통하여 신호를 전송하기 위한 변조부와 복조부의 기능을 디지털신호처리기(210)에서 수행하므로 실제로는 변조와 복조를 위한 구성을 포함하게 되어 제조원가가 상승되는 문제점이 있었다.However, the above-described analog front-end device and power line coupler for power line communication converts a digital signal into an analog signal and transmits the signal, while converting the received analog signal into a digital signal. In fact, since the digital signal processor 210 performs a function of a modulator and a demodulator for transmitting a signal through a power line, it actually includes a configuration for modulation and demodulation, thereby increasing manufacturing costs.

상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 본 출원인의 선출원인 2007년 02월 14일자 특허출원 제10-2007-0015169호(전력선을 이용한 비디오폰의 송·수신회로)를 개선한 것으로서, 마이크로프로세서에서 전달되는 디지털신호는 PLC 송신부에서 변조하여 전력선으로 전송하도록 하고, 전력선을 통하여 전송되는 디지털신호를 PLC 수신부에서 복조하여 마이크로프로세서에 전달하도록 함으로써 디지털신호를 2선의 전력선을 통하여 안정되게 송·수신할 수 있도록 한 전력선을 이용한 디지털신호의 송·수신회로를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.The present invention for solving the conventional problems as described above is an improvement of the patent application No. 10-2007-0015169 (transmission and reception circuit of a video phone using a power line) of the applicant of the February 14, 2007 application The digital signal transmitted from the microprocessor is modulated by the PLC transmitter to be transmitted to the power line, and the digital signal transmitted through the power line is demodulated by the PLC receiver to be transmitted to the microprocessor so that the digital signal is stably transmitted through the two power lines. · To provide a digital signal transmission and reception circuit using a power line capable of reception.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 전력선을 이용한 디지털신호의 송·수신회로는,The digital signal transmission and reception circuit using the power line of the present invention for achieving the above object,

마이크로프로세서의 출력단을 통하여 전달되는 디지털신호는 PLC 송신부를 거쳐 전력선으로 전송하도록 하고,The digital signal transmitted through the output terminal of the microprocessor is to be transmitted to the power line via the PLC transmitter,

상기의 전력선을 통해 수신되는 디지털신호는 PLC 수신부를 통해 마이크로프로세서의 입력단(RX)에 전달되도록 하되,The digital signal received through the power line is to be transmitted to the input terminal (RX) of the microprocessor through the PLC receiver,

상기의 PLC 송신부는,The PLC transmitter is

마이크로프로세서의 출력단을 통하여 전달되는 디지털신호를 변조시키는 변조부와,A modulator for modulating a digital signal transmitted through an output of the microprocessor,

상기의 변조부에 의해 변조된 변조 디지털신호를 증폭시키는 제1 증폭부와,A first amplifier for amplifying the modulated digital signal modulated by the modulator;

상기의 제1 증폭부에 의해 증폭된 변조 디지털신호에 대해 내압 처리하면서 전력선으로 출력하는 송신 커플링 트랜스부들로 구성하는 한편,And a transmission-coupling transformer for outputting the modulated digital signal amplified by the first amplification section to a power line while performing breakdown voltage processing.

상기의 PLC 수신부는,The PLC receiving unit,

상기의 전력선을 통한 전원을 필요한 동작전원으로 공급하는 전원부와,A power supply unit for supplying power through the power line to the required operating power;

상기의 전력선에 결합된 트랜스를 비롯한 LC동조 주파수에 의해 변조 디지털신호를 유기하는 수신 커플링 트랜스부와,A reception coupling transformer section for inducing a modulated digital signal by an LC tuning frequency including a transformer coupled to the power line;

상기의 변조 디지털신호에 대해 수신감도의 보정을 위하여 증폭하는 제2 증폭부와,A second amplifier for amplifying the modulation digital signal to correct reception sensitivity;

상기의 증폭된 변조 디지털신호의 주파수 대역의 신호만을 통과시키고 그 외의 신호는 차단하는 BPF와,A BPF for passing only a signal of a frequency band of the amplified modulated digital signal and blocking other signals;

상기의 BPF를 통과한 변조 디지털 신호에 대해 원래의 디지털 신호로 복원하여 마이크로프로세서의 입력단에 전달하는 복조부로 구성함으로써 디지털신호를 2선의 전력선을 통하여 안정되게 송·수신할 수 있도록 함을 특징으로 한다.A demodulation unit which recovers the modulated digital signal passing through the BPF to the original digital signal and transmits it to the input terminal of the microprocessor is configured to stably transmit and receive the digital signal through two power lines. .

상기와 같은 본 발명의 전력선을 이용한 디지털신호의 송·수신회로에 의하여서는, 마이크로프로세서에서 전달되는 디지털신호는 PLC 송신부를 거쳐 전력선으로 송신되도록 하고,In the digital signal transmission and reception circuit using the power line of the present invention as described above, the digital signal transmitted from the microprocessor is transmitted to the power line via the PLC transmission unit,

상기의 전력선을 통해 수신되는 디지털신호는 PLC 수신부를 통해 수신되도록 하되,The digital signal received through the power line to be received through the PLC receiver,

상기의 디지털신호를 변조부의 앤드게이트에 의해 합성변조 파형의 변조 디지털신호로 변조시키고,The digital signal is modulated into a modulated digital signal of a composite modulated waveform by an AND gate of a modulator,

상기의 변조시킨 변조 디지털신호를 송신 커플링 트랜스를 거쳐 전력선을 통하여 전송하도록 하고,The modulated digital signal is transmitted through a power line via a transmission coupling transformer,

상기의 전력선을 통해 수신되는 합성변조 파형의 변조 디지털신호에 대해 트랜스의 LC동조 주파수에 의해 변조 디지털신호를 유기하도록 하고,Induce the modulated digital signal by the LC tuning frequency of the transformer to the modulated digital signal of the composite modulated waveform received through the power line,

유기된 변조 디지털신호를 증폭시킨 후 복조한 원래의 디지털신호를 마이크로프로세서에 전달하여 깨끗한 화상을 비롯한 정보 데이터를 전용선이나 별도의 모뎀을 구성하지 않고도 간단한 구성에 의하여 송·수신할 수 있는 효과가 있다.By amplifying the modulated digital signal after it has been amplified, the original digital signal is demodulated to a microprocessor, so that it is possible to transmit and receive information, including a clear image, by simple configuration without configuring a dedicated line or a separate modem. .

도 1은 종래 전력선 통신을 위한 아날로그 프론트엔드 장치의 구성을 나타낸 회로도.
도 2는 도 1의 전력선 커플러의 구성을 도시한 블록도.
도 3은 종래 전력선 통신을 위한 아날로그 프론트엔드 장치 및 전력선커플러의 구성을 도시한 블록도.
도 4는 본 발명의 구성을 상세히 도시한 회로도.
도 5의 a 내지 d는 본 발명의 동작을 나타내는 주요 부분의 파형도.1 is a circuit diagram showing the configuration of an analog front-end device for a conventional power line communication.
2 is a block diagram showing the configuration of the power line coupler of FIG.
Figure 3 is a block diagram showing the configuration of an analog front end device and a power line coupler for conventional power line communication.
4 is a circuit diagram showing the configuration of the present invention in detail.
5A to 5D are waveform diagrams of principal portions showing the operation of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 5는 본 발명에 따른 전력선을 이용한 디지털신호의 송·수신회로를 도시한 것으로 전체적인 구성을 개략적으로 설명하면,5 illustrates a transmission / reception circuit of a digital signal using a power line according to the present invention.

마이크로프로세서(1)의 출력단(TX)을 통하여 전달되는 디지털신호를 변조시키는 PLC 송신부의 변조부(11)와,A modulator 11 of the PLC transmitter for modulating a digital signal transmitted through the output terminal TX of the microprocessor 1,

상기의 변조부(11)에 의해 변조된 변조 디지털신호를 증폭시키는 PLC 송신부의 제1 증폭부(12)와,A first amplification unit 12 of a PLC transmission unit for amplifying the modulated digital signal modulated by the modulation unit 11,

상기의 제1 증폭부(12)에 의해 증폭된 변조 디지털신호의 전류와 전압에 대해 다시 증폭하는 전력 증폭부(13)와,A power amplifier 13 for amplifying again the current and voltage of the modulated digital signal amplified by the first amplifier 12;

상기의 전력 증폭부(13)에서 증폭된 변조 디지털신호에 대해 내압 처리하면서 전력선(2)으로 출력하는 PLC 송신부의 송신 커플링 트랜스부(14)와,A transmission-coupling transformer 14 of the PLC transmitter, which outputs the modulated digital signal amplified by the power amplifier 13 to the power line 2 while carrying out a breakdown voltage;

상기의 전력선(2)에 결합된 트랜스를 비롯한 LC동조 주파수에 의해 변조 디지털신호를 유기하는 PLC 수신부의 수신 커플링 트랜스부(21)와,A reception coupling transformer section 21 of the PLC receiver section for inducing a modulated digital signal by an LC tuning frequency including a transformer coupled to the power line 2;

상기의 변조 디지털신호에 대해 수신감도의 보정을 위하여 증폭하는 PLC 수신부의 제2 증폭부(22)와,A second amplifying unit 22 of the PLC receiving unit for amplifying the modulated digital signal for correction of reception sensitivity,

상기의 제2 증폭부(22)에 의해 증폭된 변조 디지털신호의 디지털 주파수 대역의 신호만을 통과시키고 그 외의 신호는 차단하는 PLC 수신부의 BPF(band-pass filter)(23)와,A band-pass filter (BPF) 23 of a PLC receiving unit for passing only a digital frequency band signal of the modulated digital signal amplified by the second amplifying unit 22 and for interrupting the other signals,

상기의 BPF(23)를 통과한 변조 디지털 신호를 다시 증폭하여 수신강도가 향상되도록 하는 제3 증폭부(24)와,A third amplifying unit 24 for amplifying the modulated digital signal passed through the BPF 23 to improve the receiving strength,

상기의 제3 증폭부(24)에 의해 증폭된 변조 디지털 신호를 원래의 디지털 신호로 복원하여 마이크로프로세서(1)의 입력단(RX)에 전달하는 PLC 수신부의 복조부(25)로 구성한 것이다.The modulation digital signal amplified by the third amplifying unit 24 is composed of a demodulation unit 25 of the PLC receiving unit which restores the original digital signal to the input terminal RX of the microprocessor 1.

상기의 PLC 송신부와 PLC 수신부의 상세한 구성을 통하여 설명하면,If described through the detailed configuration of the PLC transmitter and the PLC receiver,

마이크로프로세서(1)의 출력단(TX)을 통하여 전달되는 디지털신호를 일측 단자로 입력받는 앤드게이트(IC1)에는 캐리어 주파수 발생기(15)로부터의 발진주파수가 인가되도록 하여 마이크로프로세서(1)로부터 PLC 전송 인에이블신호(TX-ENABLE)가 입력될 때에만 앤드 게이트(IC1)를 통과하는 동안 반송파에 상기의 디지털신호를 실어주면서 변조시키는 변조부(11)와,The oscillation frequency from the carrier frequency generator 15 is applied to the AND gate IC1 receiving the digital signal transmitted through the output terminal TX of the microprocessor 1 to one terminal, thereby transmitting the PLC from the microprocessor 1. A modulator 11 which modulates the digital signal on the carrier while passing through the AND gate IC1 only when the enable signal TX-ENABLE is input, and

상기의 변조부(11)에 의해 변조된 변조 디지털신호에 대해 증폭기(AMP1)를 통해 증폭하는 제1 증폭부(12)와,A first amplifying unit 12 for amplifying the modulated digital signal modulated by the modulating unit 11 through the amplifier AMP1,

상기의 제1 증폭부(12)에서 증폭된 변조 디지털신호의 전류와 전압에 대해 다시 증폭하는 전력 증폭부(13)와,A power amplifying unit 13 for amplifying again the current and voltage of the modulated digital signal amplified by the first amplifying unit 12,

상기의 전력 증폭부(13)에서 증폭한 변조 디지털신호가 콘덴서(C1)를 거쳐 트랜스(T1)의 1차측에 인가되는 상태에 의해 2차측에 변조 디지털신호가 유기되도록 하면서 2차측에 유기된 변조 디지털신호에 대해 콘덴서(C2)에서 내압 처리하여 전력선(2)으로 출력하는 송신 커플링 트랜스부(14)와,Modulation induced on the secondary side while the modulated digital signal amplified by the power amplifier 13 is applied to the primary side of the transformer T1 via the condenser C1 to the secondary side. A transmission-coupling transformer 14 for outputting the digital signal to the power line 2 by internal pressure-processing the capacitor C2;

상기 전력선(2)에 콘덴서(C3)를 거쳐 연결된 트랜스(T2)의 1차측에 상기의 변조 디지털신호가 유기되면 2차측에서 트랜스(T2)의 인덕던스와 콘덴서(C4)에 의한 LC동조 주파수에 의하여 2차측에 변조 디지털신호가 유기되도록 하는 수신 커플링 트랜스부(21)와,When the modulated digital signal is induced on the primary side of the transformer T2 connected to the power line 2 via the capacitor C3, the secondary side is connected to the inductance of the transformer T2 and the LC tuning frequency by the capacitor C4. A reception coupling transformer 21 for causing a modulated digital signal to be induced on the secondary side;

상기의 변조 디지털신호에 대해 증폭기(AMP2)(AMP3)에 의해 2단 증폭하는 중에 수신감도의 보정을 위하여 증폭하는 제2 증폭부(22)와,A second amplifying section 22 for amplifying the modulated digital signal for correction of reception sensitivity while performing two-stage amplification by amplifiers AMP2 and AMP3,

상기의 제2 증폭부(22)에 의해 증폭된 변조 디지털신호에 대해 디지털 주파수 대역의 신호만을 통과시키고 그 외의 신호는 차단하는 BPF(band-pass filter)(23)와,A band-pass filter (BPF) 23 for passing only the digital frequency band signal and blocking the other signals from the modulated digital signal amplified by the second amplifier 22,

상기의 BPF(23)를 통과한 변조 디지털 신호를 다시 증폭하여 수신강도가 향상되도록 하는 제3 증폭부(24)와,A third amplifying unit 24 for amplifying the modulated digital signal passed through the BPF 23 to improve the receiving strength,

상기의 제3 증폭부(24)에 의해 증폭된 변조 디지털 신호에 대해 원래의 디지털 신호로 복원하여 마이크로프로세서(1)의 입력단(RX)에 전달하는 복조부(24)와,A demodulator 24 for restoring the modulated digital signal amplified by the third amplifier 24 to an original digital signal and transmitting the original digital signal to the input terminal RX of the microprocessor 1;

상기의 전력선(2)을 통하여 공급되는 전원을 동작에 필요한 DC 5V와 DC 12V의 전원으로 공급하는 전원부(3)로 구성한 것이다.It is composed of a power supply unit 3 for supplying the power supplied through the power line 2 to the DC 5V and DC 12V power required for operation.

상기와 같이 구성한 본 발명의 전력선을 이용한 디지털신호의 송·수신회로는 마이크로프로세서(1)에서 전달되는 디지털신호는 PLC 송신부에서 변조하여 전력선(2)으로 전송하도록 하고, 전력선(2)을 통하여 전송되는 디지털신호를 PLC 수신부에서 복조하여 마이크로프로세서(1)에 전달하도록 한 것으로서,The digital signal transmission / reception circuit using the power line of the present invention configured as described above transmits the digital signal transmitted from the microprocessor 1 to the power line 2 by being modulated by the PLC transmitter, and transmitted through the power line 2. The digital signal to be demodulated in the PLC receiving unit to be delivered to the microprocessor (1),

마이크로프로세서(1)에서 PLC 송신부로 전달되는 도 5a와 같은 디지털신호가 변조부(11)의 앤드게이트(IC1)의 제1 단자로 입력되면서 제2 단자에는 캐리어 주파수 발생기(15)로부터 도 5b와 같은 반송파를 전달받도록 한다.A digital signal as shown in FIG. 5A transmitted from the microprocessor 1 to the PLC transmitter is input to the first terminal of the AND gate IC1 of the modulator 11, and the second terminal is connected to the first terminal of the carrier frequency generator 15 from FIG. Receive the same carrier.

그 상태에서 상기의 마이크로프로세서(1)로부터 PLC 전송 인에이블신호(TX-ENABLE)가 제3 단자로 입력될 때에만 앤드 게이트(IC1)를 통과하는 동안 반송파에 상기의 디지털신호를 실어주면서 변조시키는 변조부(11)에서 상기 앤드게이트(IC1)의 출력단에서 반송파에 상기의 디지털신호를 실어주면서 도 5c와 같은 변조된 변조 디지털신호를 출력하게 된다.In this state, when the PLC transmission enable signal TX-ENABLE is input to the third terminal from the microprocessor 1, the digital signal is modulated while being loaded on the carrier while passing through the AND gate IC1. The modulator 11 outputs the modulated digital signal as shown in FIG. 5C while loading the digital signal on the carrier at the output terminal of the AND gate IC1.

상기의 변조부(11)에 의해 변조된 변조 디지털신호는 증폭기(12)에서 증폭된 후 다시 전력 증폭기(13)에 의해 전류와 전압에 대해 모두 증폭되도록 한 후 송신 커플링 트랜스부(14)의 콘덴서(C1)를 거쳐 트랜스(T1)의 1차측에 인가되는 상태에 의해 2차측에 디지털신호가 유기되도록 하면서 2차측에 유기된 도 5d와 같은 변조 디지털신호에 대해 콘덴서(C2)에서 내압 처리하여 전력선(2)으로 출력하도록 한다.The modulated digital signal modulated by the modulator 11 is amplified by the amplifier 12 and then amplified by the power amplifier 13 with respect to both current and voltage. Through the capacitor C1, the voltage applied to the primary side of the transformer T1 causes the digital signal to be induced on the secondary side, while the withstand voltage is processed by the capacitor C2 to the modulated digital signal as shown in FIG. Output to the power line (2).

한편, 전력선(2)을 통하여 수신되는 도 5d와 같은 변조 디지털신호가 콘덴서(C3)를 거쳐 수신 커플링 트랜스부(21)의 트랜스(T2)의 1차측에 유기되면 2차측에서 트랜스에 의한 인덕던스와 콘덴서(C4)에 의한 LC동조 주파수에 의하여 2차측에 도 5c와 같은 변조 디지털신호가 유기되도록 한다.On the other hand, if the modulated digital signal as shown in FIG. 5D received through the power line 2 is induced to the primary side of the transformer T2 of the reception coupling transformer 21 via the capacitor C3, inductance by the transformer on the secondary side is achieved. The modulated digital signal as shown in FIG. 5C is induced on the secondary side by the LC tuning frequency by the donance and the capacitor C4.

상기의 변조 디지털신호에 대해 제2 증폭부(22)의 증폭기에 의해 증폭하는 중에 수신감도의 보정을 위하여 증폭하도록 한다.And amplifies the modulated digital signal for correction of the reception sensitivity during amplification by the amplifier of the second amplification unit 22. [

그리고 상기의 제2 증폭부(22)에 의해 증폭된 변조 디지털신호에 대해 BPF(band-pass filter)(23)에서 디지털 주파수 대역의 신호만을 통과시키고 그 외의 신호는 차단하도록 한다.A band-pass filter (BPF) 23 passes only a digital frequency band signal to the modulated digital signal amplified by the second amplifying unit 22, and blocks the other signals.

그리고 상기의 BPF(23)를 통과한 변조 디지털 신호를 다시 제3 증폭부(24)에서 증폭하여 수신강도가 향상되도록 한다.Then, the modulated digital signal passed through the BPF 23 is amplified again by the third amplifying unit 24 so that the reception intensity is improved.

상기의 제3 증폭부(24)에 의해 증폭된 변조 디지털신호에 대해 복조부(24)에서 도 5a와 같은 원래의 디지털 신호로 복원하여 마이크로프로세서(1)의 입력단(RX)에 전달될 수 있도록 한다.The demodulator 24 recovers the modulated digital signal amplified by the third amplifier 24 to the original digital signal as shown in FIG. 5A to be transmitted to the input terminal RX of the microprocessor 1. do.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but many variations and modifications may be made without departing from the scope of the invention. It will be understood by those skilled in the art that various changes and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

1 : 마이크로프로세서 2 : 전력선
3 : 전원부 11 : 변조부
12, 22 : 증폭부 13, 21 : 커플링 트랜스부
15 : 캐리어 주파수 발생기 23 : 복조부
IC1 : 앤드게이트1 microprocessor 2 power line
3: power supply section 11: modulation section
12, 22: amplifier 13, 21: coupling transformer
15 carrier frequency generator 23 demodulator
IC1: Endgate

Claims (1)

마이크로프로세서(1)에서 변조부(11)를 통하여 전달되는 디지털신호에 대해 증폭기(AMP1)를 통해 증폭하는 제1 증폭부(12)와,
상기의 제1 증폭부(12)에서 증폭된 변조 디지털신호의 전류와 전압에 대해 다시 증폭하는 전력 증폭부(13)와,
상기의 전력 증폭부(13)에서 증폭한 변조 디지털신호가 콘덴서(C1)를 거쳐 트랜스(T1)의 1차측에 인가되는 상태에 의해 2차측에 변조 디지털신호가 유기되도록 하면서 2차측에 유기된 변조 디지털신호에 대해 콘덴서(C2)에서 내압 처리하여 전력선(2)으로 출력하는 송신 커플링 트랜스부(14)와,
상기의 변조부(11)로 방진주파수의 반송파가 인가되도록 하는 캐리어 주파수 발생기(15)와,
상기 전력선(2)에 콘덴서(C3)를 거쳐 연결된 트랜스(T2)의 1차측에 변조 디지털 신호가 유기되면 2차측에서 트랜스(T2)의 인덕던스와 콘덴서(C4)에 의한 LC동조 주파수에 의하여 2차측에 변조 디지털신호가 유기되도록 하는 수신 커플링 트랜스부(21)와,
상기의 변조 디지털신호에 대해 증폭기(AMP2)(AMP3)에 의해 2단 증폭하는 중에 수신감도의 보정을 위하여 증폭하는 제2 증폭부(22)와,
상기의 제2 증폭부(22)에 의해 증폭된 변조 디지털신호에 대해 디지털 주파수 대역의 신호만을 통과시키고 그 외의 신호는 차단하는 BPF(band-pass filter)(23)와,
상기의 BPF(23)를 통과한 변조 디지털 신호를 다시 증폭하여 수신강도가 향상되도록 하는 제3 증폭부(24)와,
상기의 제3 증폭부(24)에 의해 증폭된 변조 디지털 신호에 대해 원래의 디지털 신호로 복원하여 마이크로프로세서(1)의 입력단(RX)에 전달하는 복조부(24)로 구성한 일반적인 전력선을 이용한 디지털신호의 송·수신회로에 있어서,
상기의 변조부(11)는,
상기 마이크로프로세서(1)의 출력단(TX)을 통하여 전달되는 디지털신호와 PLC 전송 인에이블신호(TX-EN)를 입력받는 앤드게이트(IC1)에 상기의 반송파도 인가되도록 하여 앤드 게이트(IC1)를 통과하는 동안 반송파에 상기의 디지털신호를 실어주면서 변조시키도록 구성한 것을 특징으로 하는 전력선을 이용한 디지털신호의 송·수신회로.A first amplifier 12 for amplifying the digital signal transmitted from the microprocessor 1 through the modulator 11 through an amplifier AMP1;
A power amplifier 13 for amplifying again the current and voltage of the modulated digital signal amplified by the first amplifier 12;
Modulation induced on the secondary side while the modulated digital signal amplified by the power amplifier 13 is applied to the primary side of the transformer T1 via the condenser C1 to the secondary side. A transmission-coupling transformer 14 for outputting the digital signal to the power line 2 by internal pressure-processing the capacitor C2;
A carrier frequency generator 15 for applying a carrier wave having an anti-vibration frequency to the modulator 11,
When the modulated digital signal is induced on the primary side of the transformer T2 connected to the power line 2 via the capacitor C3, the secondary side is inducted by the LC tuning frequency by the inductance of the transformer T2 and the capacitor C4. A reception coupling transformer 21 for causing a modulated digital signal to be induced on the vehicle side;
A second amplifying unit 22 which amplifies for correcting reception sensitivity during two-stage amplification of the modulated digital signal by means of amplifiers AMP2 and AMP3;
A band-pass filter (BPF) 23 for passing only a signal in a digital frequency band and blocking other signals with respect to the modulated digital signal amplified by the second amplifier 22;
A third amplifying unit 24 which amplifies the modulated digital signal passing through the BPF 23 again to improve reception intensity;
Digital using a general power line composed of a demodulator 24 which restores the modulated digital signal amplified by the third amplifier 24 to an original digital signal and transmits it to the input terminal RX of the microprocessor 1. In the signal transmission / reception circuit,
The modulator 11,
The AND gate IC1 may be applied to the AND gate IC1 that receives the digital signal and the PLC transmission enable signal TX-EN that are transmitted through the output terminal TX of the microprocessor 1. A digital signal transmission / reception circuit using a power line, characterized in that configured to modulate while carrying the digital signal on a carrier wave while passing.
KR1020120073307A 2012-07-05 2012-07-05 Circuit for transmitting/receiving digital signal using power line KR101257210B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120073307A KR101257210B1 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Circuit for transmitting/receiving digital signal using power line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120073307A KR101257210B1 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Circuit for transmitting/receiving digital signal using power line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101257210B1 true KR101257210B1 (en) 2013-04-23

Family

ID=48443630

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120073307A KR101257210B1 (en) 2012-07-05 2012-07-05 Circuit for transmitting/receiving digital signal using power line

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101257210B1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110752859A (en) * 2019-12-07 2020-02-04 广州鲁邦通物联网科技有限公司 Twisted-pair carrier data communication circuit
CN110752859B (en) * 2019-12-07 2024-04-16 广州鲁邦通物联网科技股份有限公司 Twisted pair carrier data communication circuit

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030063707A (en) * 2002-01-23 2003-07-31 엘지전자 주식회사 Power line communication apparatus
KR20080075949A (en) * 2007-02-14 2008-08-20 주식회사 리모텍 Transmitting/receiving circuit of videophone using power line

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030063707A (en) * 2002-01-23 2003-07-31 엘지전자 주식회사 Power line communication apparatus
KR20080075949A (en) * 2007-02-14 2008-08-20 주식회사 리모텍 Transmitting/receiving circuit of videophone using power line

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110752859A (en) * 2019-12-07 2020-02-04 广州鲁邦通物联网科技有限公司 Twisted-pair carrier data communication circuit
CN110752859B (en) * 2019-12-07 2024-04-16 广州鲁邦通物联网科技股份有限公司 Twisted pair carrier data communication circuit

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4708145B2 (en) Power line communication device
US9300362B2 (en) Power supply apparatus and vehicle charging apparatus
EP2471190B1 (en) Power line communications apparatus
KR100719829B1 (en) Power line terminating circuit and method, and power line relay device
WO2015159684A1 (en) Communication apparatus
US20060291575A1 (en) Power Line Communication System and Method
EP2822201B1 (en) Communication system, communication device, power-supply device and vehicle
US10560154B2 (en) Power line signal coupler
US20180359005A1 (en) Rf front end module and near field communication device
EP1331744B1 (en) Power line communication apparatus
JP2017532901A (en) Transceiver front end for communication over power lines
US9325374B2 (en) Powerline communication diversity coupling technique
EP3553958B1 (en) Rf front end module and near field communication device
KR101257210B1 (en) Circuit for transmitting/receiving digital signal using power line
KR100429584B1 (en) Analog front-end apparatus and power line coupler for power line communication
JP2004248119A (en) Plc modem
CN108494439B (en) Direct current PLC relay device, system and collection flow box
CN101677232A (en) Band elimination filter capable of eliminating harmonic waves and related satellite signal receiver thereof
US20090122880A1 (en) Filter for bpl signal
CN218336019U (en) Network transmission system based on PLC carrier band high-frequency noise protection
EP3772185B1 (en) Near field communication device
US9025502B2 (en) Mobile communication system and method for transmitting/receiving signal thereof
JP2008236279A (en) Signal transmission system
JPH1032543A (en) Optical receiving circuit
JP2004236055A (en) Relaying apparatus for power line carrier communication, and power line carrier communication system employing the same

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated examination
E902 Notification of reason for refusal
AMND Amendment
E601 Decision to refuse application
AMND Amendment
X701 Decision to grant (after re-examination)
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20160516

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180416

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190416

Year of fee payment: 7