SK2542002A3 - Coupling stage for a data transmission system for low voltage networks - Google Patents

Coupling stage for a data transmission system for low voltage networks Download PDF

Info

Publication number
SK2542002A3
SK2542002A3 SK254-2002A SK2542002A SK2542002A3 SK 2542002 A3 SK2542002 A3 SK 2542002A3 SK 2542002 A SK2542002 A SK 2542002A SK 2542002 A3 SK2542002 A3 SK 2542002A3
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
network
voltage
output
signal
impedance
Prior art date
Application number
SK254-2002A
Other languages
English (en)
Inventor
Jochen Mast
Lothar Heinemann
Miermann Rainer
Michael Arberger
Original Assignee
Abb Patent Gmbh
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 Abb Patent Gmbh filed Critical Abb Patent Gmbh
Publication of SK2542002A3 publication Critical patent/SK2542002A3/sk

Links

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
    • H04B—TRANSMISSION
    • H04B3/00—Line transmission systems
    • H04B3/54—Systems for transmission via power distribution lines
    • H04B3/56—Circuits for coupling, blocking, or by-passing of signals
    • 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
    • H04B2203/5404—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines
    • H04B2203/5425—Methods of transmitting or receiving signals via power distribution lines improving S/N by matching impedance, noise reduction, gain control
    • 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
    • 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
    • H04B2203/5491—Systems for power line communications using filtering and bypassing
    • 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
    • H04B2203/5495—Systems for power line communications having measurements and testing channel

Description

Zariadenie na privádzanie vysokofrekvenčného prenášaného signálu do nízkonapäťovej napájacej siete
Oblasť techniky
Vynález sa týka zariadenia na privádzanie vysokofrekvenčného prenášaného signálu do nízkonapäťovej napájacej siete na obojsmerný prenos dát.
Doterajší stav techniky
V dôsledku deregulácie trhu s energiou a s tým spojenými ďalšími službami stúpa v poslednom čase silne záujem o priamy prenos dát medzi podnikom dodávajúcim energiu a rôznymi konečnými používatelmi. Obojsmerný prenos dát, ktorý je za. tým účelom nutný, sa pritom môže výhodne uskutočňovať prostredníctvom nízkonapäťovej siete. Tento druh prenosu dát sa označuje ako „linkový prenos energie (power line communication = PLC). Systém na prenos dát pritom môže byť schematicky znázornený ako hviezdicové usporiadanie. V uzlovém bode hviezdice sa nachádza inteligentná ovládacia jednotka, takzvaný „inteligentný ovládač siete (intelligent network controller = INC) .
· ’
V koncových bodoch sú signály na obojsmerný prenos dát vytvárané, poprípade spracované, príslušnou vysielacou/prijímacou jednotkou, označovanou tiež ako „kombinovaný prijímač/vysielač (transceiver = TR).
Stred hviezdy zodpovedá v praxi obvykle rozvádzacej transformačnej stanici s frekvenciou 50 Hz a koncové body sa obvykle nachádzajú v blízkosti domovej prípojky koncového zákazníka.
Aby mohla byť nízkonapäťová sieť využitá ako prenosové médium, použije sa ako v inteligentnom ovládači siete, tak aj v každej vysielačej/prijímacej jednotke, modulátor/demodulátor (=modem). Kde sa vhodným spôsobom spracovávajú digitálne používateľské dáta. Modem opäť pozostáva v podstate sčasti na spracovanie signálov, v ktorej dochádza k modulácii/demodulácii, a z vstupného stupňa siete, ktorým sa analógový výstupný signál do nízkonapťovej napájačej siete privádza a tiež z nej odoberá.
Podlá normy Deutsches Inštitút fur Normung DIN EN 50065 -1: Signalubertragung auf elektrischen Niederspannungsnetzen im Frequenzbereich 3 kHz bis 148.5 kHz, VDE-Verlag, Berlín postačuje na komunikáciu na rozvádzacích nízkonapäťových sieťach celý frekvenčný rozsah 9 až 95 kHz uvoľnený pre podniky dodávajúce energiu. Ako je uvedené v „Arzberger, M. : Datenkommunikation auf elektrischen Verteil'netzen fúr erweiterte Energiedienstleistungen, Dissertation Universität Karlsruhe, 1997, používa sa pritom na základe špeciálnych vlastností oznamovacieho kanálu takzvaný spôsob „aktívnej frekvenčnej modulácie (=modulácia FH) , napríklad so štyrmi diskrétnymi frekvenciami vo vnútri frekvenčného rozsahu od 40 do 80 kHz. Intelignentný ovládač siete periodicky preskúša dosažitelnosť jednotlivých vysielacích / prijímacích jednotiek a podlá potreby zaháji dátovú prevádzku (=polling method = metóda výziev).
V princípe je možné na privádzanie signálov do nízkonapäťovej napájacej siete a ich odvádzanie použiť dva rôzne varianty, totiž sériové a paralelné privádzanie a odvádzanie. Obojsmerný prenos dát vo frekvenčnom rozsahu od 40 do 80 kHz môže byť lacnejšie realizovaný pomocou paralelného privádzania a odvádzania, pretože výstupný stupeň na odvádzanie signálov môže byť jednoducho pripojený k napájacej sieti paralelne prostredníctvom dostatočne dielektrický pevného kondenzátora (na udržovanie sieťového napätia 230 V/50 Hz dostatočne ďaleko od modemu) a poprípade prostrednícvom prenášača na rozdelenie potenciálu. Privádzanie a odvádzanie signálov sa uskutočňuje alebo medzi fázou a neutrálnym vodičom alebo, napríklad v sietiach bez
Privádzanie a neutrálnych odvádzanie vodičov, medzi fázami.
fázou a neutrálnym vodičom signálov medzi jednou má obvykle z praktických dôvodov prednosť pretože z technického hľadiska prenosu činia rušivé napätia v sieti s frekvenciou 50 Hz iba
230 V oproti 400 V pri privádzaní a odvádzaní signálov medzi dvoma fázami.
Privádzanie signálov do nízkonapäťovej napájacej siete vyžaduje podstatne zložitejšie zapojenie ako pri odvádzaní signálov. Privádzaniu signálov je preto nutné priznať aj väčší význam, pretože tu sa javí väčší potenciál na ďalšie znižovanie nákladov pri súčasne vylepšených vlastnostiach. V nasledujúcom texte preto bude iba uvažované a prediskutované privádzanie » signálov. Stupeň na odvázdnaie signálov, ktorý je vlastne vždy k dispozícii, bude uvedený iba vtedy, keď to bude v zmysle opisu vynálezu potrebné.
Vedenie z rozvádzacej transformátorovej stanice k domácim prípojkám koncových spotrebiteľov sú sčasti vyrobené ako zemné káble a sčasti ako vonkajšie vedenia, pričom na trase z rozvádzacej transformátorovej stanice ku konečnému spotrebiteľovi môže byť vyrobených viac prechodov zo zemných káblov do vonkajších vedení a naopak. Ďalej sú tiež upravené miesta odbočenia, pretože nie každý koncový spotrebiteľ je spojený s rozvádzacou transformátorovou stanicou vlastným káblovým spojením. Zemné káble sú v porovnaní s vonkajšími vedeniami opatrené povlakom s väčšou kapacitou a menšou indukčnosťou, z čoho vyplýva podstatne nižší vlnový odpor zemného kábla. V mieste prechodu medzi vonkajším vedením a zemným káblom preto z tohto dôvodu dochádza na rozdelenie napätia, ktoré znamená veľký príspevok k celkom veľmi vysokým hodnotám tlmenia. Tieto miesta styku sú tiež príčinou toho, že rozvádzacia sieť sa nespráva recipročne ako oznamovací kanál jej správanie je závislé od smeru komunikácie.
Tlmiace vlastnosti oznamovacieho kanálu sa v priebehu dňa menia vždy podľa toho, ako silne a akým spôsobom je nízkonapäťová napájacia sieť pripojenými spotrebičmi (najmä prístrojmi s vstupnými filtrami EMV, ako sú televízne prístroje atď. napájané primárne prúdovými impulzami) zaťažená. Aby bolo negatívne pôsobenie týchto vlastností na spoľahlivosť oznamovacieho prenosového systému čo najmenšie, je potrebné, aby v bode napájania siete bola v celom využiteľnom frekvenčnom rozsahu nezávisle od súčasného stavu zaťaženia stále k dispozícii maximálne možná>amplitúda signálov.
Privádzacia alebo vstupná impedancia, ktorá je väčšinou silne indukčná, poprípade však tiež kapacitná, sa môže v bode sieťového napájania inteligentného ovládača siete alebo vysielacej / prijímacej jednotky meniť v širokých medziach. Hodnota impedancie je závislá od frekvencie a pohybuje sa podľa druhu káblov a zaťaženia siete, ako aj pre každú diskrétnu alebo nespojitú vysielaciu frekvenciu medzi menej ako jedným ohmom až do stoviek ohmov. Táto impedancie tvorí zaťaženie výstupného zosilňovača inteligentného ovládača siete a vysielacej / prijímacej jednotky. Čím je táto impedancia nižšia, tým je potrebný väčší zdanlivý výkon na privádzanie určitej amplitúdy signálov do existujúceho sieťového napätia. Tento zdanlivý výkon musí byť pripravený napájaním prúdom výstupného zosilňovača ako činný výkon a z väčšej časti sa vo výstupnom zosilňovači premení na stratový výkon. Príčinou tohto problému je chybné prispôsobenie vstupnej impedancie a prvotnej zdrojovej impedancie spojovacej sieti. Bolo by potrebné, aby výstupný výkon vydávaný výstupným zosilňovačom predstavoval činný výkon. Až potom je možné dosiahnuť, optimálne dimenzovanie zosilňovača a jeho napájanie prúdom s čo najmenším výkonom.
Tvar krivky modulačného signálu modulácie FH je v dôsledku závislosti vstupnej impedancie na frekvencii a impedancie na vlastnej vstupnej sieti skreslený. Pri prechode medzi nespojitými frekvenciami preto dochádza pri zapínaní a vypínaní na odozvy alebo prechodné deje, ktorým je nutné s ohľadom na bezporuchový prenos dát čo najskôr zabrániť.
Výstupný zosilňovač sa pri v súčasnej dobe komerčne dostupných systémoch spoločne s napájacim prúdom veľmi podieľa na cene celého systému na linkový prenos energie, takže optimálnym dimenzovaním vstupného stupňa siete sa môžu dosiaľ vysoké náklady na celý systém podstatne znížiť. Komerčne dostupné systémy naviac nespĺňajú vyššie uvedené elementárne technické požiadavky.
Úlohou vynálezu preto je vytvoriť vstupný stupeň, pomocou ktorého bude celý systém vyhovovať vyššie uvedeným elementárnym technickým požiadavkám, a ktorým sa dosiahne podstatné zlepšenie stupňa účinnosti za súčasne zachovaných nízkych výrobných nákladoch.
Podstata vynálezu
Uvedenú úlohu spĺňa zariadenie na privádzanie vysokofrekvenčného prenášaného signálu do nízkonapäťovej napájacej siete na obojsmerný prenos dát, podľa vynálezu, pričom
a) je usporiadaný výstupný zosilňovač, do ktorého je ako vstupné napätie privedené rozdielové napätie medzi prenášaným signálom a spätnoväzbovým signálom vytvorené v sčítacom mieste,
b) za výstupným zosilňovačom je zapojená sieť na prispôsobenie na sieťovú impedanciu,
c) na výstupe tejto siete sú usporiadané prostriedky na zisťovanie napätia priamo úmerného výstupnému prúdu siete, a
d) zistené napätie je privedené do regulačného modulu, ktorého výstupným signálom je spätnoväzbový signál.
Výhodné uskutočnenia sú uvedené vo vedľajších patentových nárokoch.
Prehľad obrázkov na výkresoch
Vynález bude ďalej bližšie objasnený na príkladoch uskutočnenia podľa priložených výkresov, na ktorých:
Obr.l znázorňuje blokovú schému bežného vstupného stupňa podlá doterajšieho stavu techniky,
Obr. 2 blokovú schému vstupného stupňa podlá vynálezu,
Obr.3 blokovú schému bežného uskutočnenia obvyklého vstupného stupňa podľa doterajšieho stavu techniky,
Obr. 4 blokovú schému prvého možné uskutočnenia vstupného, stupňa podľa vynálezu,
Obr.5 blokovú schému druhého možného uskutočnenia vstupného stupňa podľa vynálezu,
Obr.6a, 6b, 6c porovnávacie vyobrazene prechodného deja prenášaného signálu podlá doterajšieho stavu techniky a s vstupným stupňom podľa vynálezu.
Príklady uskutočnenia vynálezu
Podľa blokovej schémy, znázornenej na obr.l, pozostáva podľa doterajšieho stavu techniky obvyklá konfigurácia na privádzanie prenášaného signálu uHF principiálne z modulu 101 na spracovanie signálov, v ktorom sa uskutočňuje modulácia/demodulácia, z modulu, ktorý obsahuje výstupný zosilňovač 102, z modulu 103 na napájanie výstupného zosilňovača 102 a modulu 101 na spracovanie signálov prúdom, z modulu 104 na privádzanie signálov siete, ako aj z modulu signálov. Moduly 104 a do nízkonapäťovej napájacej
105 odvázdania prijímaných
105 obvykle obsahujú tiež transformátor prispôsobenie spracovanie na rozdelenie potenciálu amplitúdy signálov. Modul signálov dodáva ako analógovú a na
101 na výstupnú veličinu napätia uHf, ktoré je výstupným zosilňovačom 102 zosilnené. Vstupnou veličinou modulu 101 na spracovanie signálov môže byť výstupné prijaté napätie Urx . Modul 101 na spracova ie signálov tiež uskutočňuje digitálny prenos dát do zvyšku obvodu.
Výstupná veličina celého obvodu tvorí napätie uL ktoré sa potom kvázi privedie na sieťovú impedanciu
Zl- Modul 103 na napájanie prúdom má vstupné a výstupné napätie Ui, Ui, u2. Výstupný zosilňovač 102 má výstupné napätie uamp.
Pri blokovej schéme vstupného stupňa siete podlá vynálezu, znázorneného na obr.2, sú k blokovej schéme, znázornenej na obr.l, pridané tri ďalšie moduly 206, 207 a 208, pomocou ktorých sú splnené vyššie uvedené technické základné požiadavky. Moduly 201, 202, 203, 204 a 205 pritom môžu mať rovnaké uskutočnenie ako moduly 101 až 105 podľa doterajšieho stavu . techniky, znázorneného na obr.l. Modul 206 je usporiadaný medzi modulom na výstupný zosilňovač 202 a modulom 204 na privádzanie signálov. Pomocou tejto siete, pozostávajúcej výhodne z pasívnych súčastí, sa dosiahne prispôsobenie impedancie, ktorou je zaťažovaný výstupný zosilňovač 202 ( = mathing network = prispôsobovacia sieť). Sieť 206 je pritom výhodne dimenzovaná tak, aby sa pri očakávanom najhoršom prípade (to znamená ten prípad, pri ktorom je výkon vydávaný výstupným zosilňovačom 202, a preto aj modulom
203 na napájacie prúdom, inak najvyšší), nastavila na výstupe výstupného zosilňovača 202 ohmická záťaž. Týmto spôsobom môže byť potreba výkonu výstupného zosilňovača 202, a preto aj výstupného výkonu časti siete tvorenej modulom 203 na napájanie prúdom, ďalej znížená. Regulačný modul 207 obsahuje obvod, ktorým je možné dosiahnuť reguláciu výstupného napätia uL bez znalosti vstupnej impedancie Ζ±. Táto regulácia sa môže uskutočňovať alebo priamo (meraním výstupného napätia uL, pri vstupnom stupni usporiadanom na nízkom potenciáli) alebo nepriamo meraním prúdu (napríklad výstupného prúdu iM alebo prúdu siete zapojenej v sérii na prispôsobenie impedanicie). Obr.2 znázorňuje príkladné uskutočnenie, ako sa môže uskutočniť nepriama regulácia výstupného napätia uL. Vstupnú veličinu regulačného modulu 207 tvorí do napätia umess premietnutý prúd i_M siete 206 na prispôsobenie impedanice, vytvorený meracím transformátorom 208. Modul 206 má výstupné napätie uM. Výstupnou veličinou
Uruck regulačného modulu 207 je napätie ekvivalentné k prúdu siete na prispôsobenie impedancie, a teda k výstupnému napätiu uL. Toto napätie sa, ako je v regulačnej technike obvyklé, porovnáva so striedavým napätím uHf dodávaným modulom 201 na spracovanie signálov. Na vstupe výstupného zosilňovača je potom k dispozícii rozdielové napätie uDiff vytvorené prostredníctvom sčítacieho miesta 209, ktoré sa nastaví v závislosti od impedancie ZL siete. Ďalej je
nutné zmieniť, že impedancie leží slučky. modul 206 so sieťou na znázornenej pripojenie regulačnej
vo vnútri
Usporiadanie znázornené na obr. 2 preto poskytuj e
výstupné napätie uL takmer konštantnej amplitúdy,
nezávisle od frekvencie a rôznych impedancií siete pri súčasne malej potrebe výkonu výstupného zosilňovača 202, a teda aj malej potrebe výkonu modulu 203 na napájanie prúdom.
Na obr.3 je znázornené blokové schéma bežného uskutočnenia podľa Principiálny problém výstupný zosilňovač doterajšieho známeho obvodu
102 vydáva stavu techniky, spočíva v tom, že signálne napätie nezávisle od vstupnej impedancie Impedancia ZQ tvorená vlastnosťami konštantnej amplitúdy
Ílparazitnými závislým od spojovacími dynamickú zosilňovača frekvencie a kondenzátormi na to, aby ďaleko od transformátorom T zaťaženým (so skratovacím odporom rozptylovej indukčnosti) a
Cki, Ck2 silne zdvihne nízku výstupnú impedanciu 102. Spojovací kondenzátor Cki napätie uN siete 230 V/50 Hz výstupného zosilňovača. Voľba výstupného je potrebný bolo držané hodnoty kapacity spojovacích kondenzátorov Cki a Ck2 je pritom kompromisom. Jednak by táto hodnota mala byť čo najnižšia, aby prúd s frekvenciou 50 Hz bol výstupným zosilňovačom obmedzený, a jednak nesmie byť impedancia spojovacích kondenzátorom Cki, Ck2 pri najnižšej frekvencii prenášaných signálov príliš veľká, pretože spoločne so vstupnou impedanciou ZL tvorí napäťový delič závislý od frekvencie, a teda zmenšuje vstupnú amplitúdu signálu. Najmä pri nízkych frekvenciách signálov, kde je kvôli zvlášť nízkej hodnote vstupnej impedancie potreba veľkých vstupných výkonov, sa rušivo prejavuje charakter usporidania ako hornej priepusti. Spojovací kondenzátor Ck2 zaisťuje to, aby v dôsledku regulačnej odchýlky zosilňovača eventuálne prítomný podiel rovnosmerného napätia vo výstupnom napätí zosilňovača nezmagnetizoval transformátor v jednom smere, a teda nespôsobil nasýtenie transformátora.
V dôsledku zvýšenej zdrojovej impedancie Zq nedôjde medzi sieťovou impedanciou ZL a zdrojovou impedanciou ZQ na žiadne rozdelenie napätia závislého od frekvencie a zaťaženia, takže amplitúda výstupného napätia uL velmi silne kolísa. Pri takomto usporiadaní podlá doterajšieho stavu techniky musí byť zdrojová impedancia Z^q vstupného stupňa v porovnaní s najnižšíou impedanciou siete malá, aby opísané rozdelenie napätia nemalo príliš veľký význam. Aj keď na to dôjde, nie je s týmto obvodom možné reprodukovateľné nastaviť amplitúdu privádzaného prenášaného signálu vo väčšom frekvenčnom rozsahu.
Na obr. 4 je naproti tomu znázornené prvé možné uskutočnenie vstupného stupňa podlá vynálezu s nepriamou reguláciou výstupného napätia uL. Pri tomto variantu uskutočnenia sa primárny prúd iM transformátora T použije ako miera na výstupné napätie. Tento princíp je založený na skutočnosti, že z integrálu prúdu i.M je pri známych hodnotách spojovacích kondenzátorov Cki, Ck2 θ parametrov transformátora T možné približne vypočítať napätie na sieťovej impedancii ZL. Pritom sa zjednodušene predpokladá, že napätie uN pri frekvencii 50 Hz, rovnako ako pri zapojení podlá doterajšieho stavu techniky, na spojovacom kondenzátore klesne, a že zodpovedajúca slučka sa na strane siete hlavnej indukčnosti transformátora T uzavrie. To znamená, že znalosti prúdu iM na primárnej strane transformátora T je možné približne usudzovať na napätie uL na vstupnej impedancii. Vlastný napäťový signál môže byť reprodukovaný z prúdu iM, keď sa výstupný signál umess
208, ktorý môže byť napríklad meracieho transformátora uskutočnený ako odpor alebo transformátor prúdu, v regulačnom module
207 najskôr zosilnie (čo je naznačené operačným zosilňovačem
OPI s činiteľom k zosilnenia) potom podrobí hornopriepustnej filtrácii na eliminovanie zvyšku prúdu s frekvenciou
Hz.
Na obr.4 je to uskutočnené napríklad prostredníctvom operačného zosilňovača OP2 zapoj eného pOmOCOU Rhp12_ Rhp2.z_ £hpi/ Ο.ΗΡ2λ
Nakoniec ako horný priepust 2. radu, sa prúdový signál privedie do integrátora (OP3, Rint> Cint) Takto získaný obraz uruCk výstupného napätia uL a výstupné napätie uM prispôsobovacej siete 206 sa prostrednícvom odporov Riz R2 zvažované sčíta a na vytvorenie regulačného rozdielu uDiff odpočíta od požadovaného výstupného napätia uHp. To sa deje vo vstupnej časti výstupného zosilňovača 202, vyrobenej výhodne ako diferenciálny zosilňovač.
Prispôsobovacia všeobecne vo forme náhradnej blokovej V jednoduchom mysliteľnom prípade môže z jedinej sériovej indukčnosti, ktorá zapojením spojovacích
204.1 tvorí sériový sieť
206 je znázornená schémy T.
pozostávať sa sériovým kondenzátorov Cki, ' rezonančný obvod,
Ck2 modulu , ktorého rezonančná frekvencia najbližšej indukčnosť buď diskrétnym leží v prenosovom pásme pri prenášanej frekvencie. Táto . sériová môže byť na prispôsobenie úrovne tvorená konštrukčným elementom alebo aj rozpylovou indukčnosťou transformátora. Oproti doterajšiemu stavu techniky, znázornenému a obr.3. nie je rozptylová indukčnosť takéhoto prenašača v koncepcii navrhnutej podlá obr.4 žiadnou nevýhodou, pričom je skôr výhodne využitá skôr rušivá parazitná vlastnosť konštrukčného elementu.
V podstate sa to uskutoční zahrnutím prispôsobovacej siete 206 do vnútornej slučky dvojslučkového regulačného obvodu (takzvaná kaskádová regulácia), ktorý tvorí usporiadanie navrhnuté na obr.4.
Obr. 5 znázorňuje druhú možnosť uskutočnenia vstupného stupňa podlá vynálezu. Celý vstupný stupeň a pritom nachádza na potenciáli siete. Keď sa upustí od transformátora na rozdelenie potenciálu vo výstupnom obvode, podstatne sa zjednoduchší modul 204.2 na privádzanie signálov do siete, ktorý obsahuje iba jeden spojovací kondenzátor Cki. Tým sa nie len usporí zložitý a drahý prenášač, ale regulačným modulom 207 je možné dosiahnuť aj presnejšiu reprodukciu napätia uL. Pri tomto variante sa záťažný prúd iM priamo použije na výpočet výstupného napätia uL. Za tým účelom sa analogicky k obr. 4 prostredníctvom meracieho transformátora 208, tu napríklad vo forme jednoduchého paralelného odporu RCs, uskutoční premena prúdu Ím na napätie umess. Toto napätie umess sa opäť operačným zosilňovačom OPI zosilnie, operačným zosilňovačom OP2 filtruje a operačným zosilňovačom OP3 integruje. Regulačná veličina uM vnútornej regulačnej slučky sa mení prostredníctvom odporu Ri a spätnoväzbová veličina urack vonkajšieho obvodu sa mení odporom R2. Tento zvažovaný súčet sa na vytvorenie regulačného rozdielu uDiff odpočíta od požadovanéhé výstupného napätia uHf, čo aj tu sa opäť výhodne uskutoční vo výkonovom . zosilňovači 202. Vlasnosti kaskádovej regulácie platia aj pri tomto variantu rovnako ako pri usporiadaní podľa obr.4. Ak je potrebné rozdelenie potenciálu na zvyškový obvod 201, môže to byť uskutočnené napríklad na výstupe modulu 201, kde existuje výstupné napätie uHf- Výhodou oproti doterajšieho stavu techniky (obr.3) pritom je, že v tomto mieste vznikajú iba malé výkony, takže môže byť použitý lacnejší prenášač malého objemu. Jeho parazitné vlastnosti naviac hrajú v navrhnutom mieste vstavania iba podradnú úlohu. Do úvahy tiež prichádza aj použitie elektronického väzobného člena, takzvaného optrónu, miesto prenášača.
0br.6am 6b a 6c znázorňujú ako príklad výsledok simulácie prechodného deja prenášaného signálu uLi Kopa kmitov znázornená na obr.6a s troma rôznymi frekvenciami, avšak s rovnakou amplitúdou, má byť privedená s amplitúdou 2 V čo najpresnejšie na neznámu sieťovú impedanciu uL. Obr.6b predstavuje časový priebeh výstupného napätia uL, keď sa použije výstupný stupeň podlá doterajšieho stavu techniky (obr.3); dôjde k silným prechodným skresleniam a amplitúdy jednotlivých prenášaných frekvencii sú veľmi rozdielne. Najvyššia a najnižšia prenášaná frekvencia už vo vstupnom bode nedosahuje požadovanú úroveň, čo obmedzuje dosah a spoľahlivosť prenosu dát. V dôsledku rezonančných účinkov môžu, ako je to vidieť na obr.6b, pri určitých frekvenciách vznikať aj nekontrolované prevýšenia amplitúdy. Takéto správanie však nie je z hľadiska normy EN 50065-1, v ktorej ;sú . pre takéto linkové komunikačné systémy a prenos energie stanovené maximálne amplitúdy, akceptovateľné: vždy podľa impedančných vlastností vstupného bodu môže sčasti dôjsť na značné prekročenie povolenej úrovne prenosu. Tomu sa dá zabrániť iba tým, že prenášaná amplitúda sa zvolí taká nízka, aby jej prekročenia boli vylúčené. To však má veľmi negatívny vplyv na dosah a spoľahlivosť systému linkového prenosu energie.
Inak vypadajú výsledky pri použití vstupného stupňa podľa vynálezu, znázornené na obr. 6c: dosiahne sa požadovaná konštantná a velmi dobre reprodukovateľná amplitúda prenášaného signálu s hodnotou 2 V, pričom rušivé prechodné deje sú prakticky potlačené. Pomocou tohto usporiadania je možné úrovne prenosu špecifikované v norme EN 50065-1 skutočne dodržať, bez toho, že by bolo nutné počítať s negatívnym vplyvom na úroveň vo vstupnom bode, a bez toho, že by pri určitých frekvenciách dochádzalo na prekračovanie amplitúdy. Prispôsobovacia sieť 206 znázornená na obr. 2, 4 a 5 pritom umožňuje súčasne minimalizovať výkon dodávaný vysielacím zosilňovačom 202.
Z vyššie uvedených uskutočnení vyplýva, že ciele, ako
a) zvýšenie spoľahlivosti celého systému linkového prenosu energie na prenos dát pri
b) súčasnom znížení stratového výkonu vysielacieho zosilňovača a úrovne energie požadovanej z napájacej jednotky sa dosiahnu použitím navrhnutného vstupného zariadenia na napájacie komunikačné systémy.

Claims (3)

  1. Zariadenie na privádzanie vysokofrekvenčného prenášaného signálu (uHF) do nízkonapäťovej siete (Li, N)na obojsmerný prenos je usporiadaný výstupný ktorého je ako napätie (uDiff) spätnoväzbovým mieste (209) , dát, pričom zosilňovač vstupné napätie medzi prenášaným signálom (urúck) privedené signálom vytvorené v
  2. 2.
  3. 3.
    b) za sieť (206) na
    d) napájačej (202), do rozdielové (Uhf) a sčítacom zapoj ená výstupným zosilňovačom (202) je na prispôsobenie na sieťovú impedanciu (ZL) , výstupe tejto siete (206) sú usporiadané prostriedky (208) na zisťovanie napätia (umesa) priamo úmerného výstupnému prúdu zistené napätie regulačného modulu (207) je spätnoväzbový signál (urQck) .
    (iM) siete (Umess) , ktorého
    Zariadenie c e sa t ý m, že súčasťami.
    Zariadenie nárokov, v y z regulačný modul uskutočňovanie je privedené do výstupným signálom podľa nároku 1, vyznačuj ú sieť (206) je vyrobená s pasívnymi podľa a č u (207) jedného j ú c e obsahuje zosilnenia, z predchádzajúcich sa tým, že prostriedky na hornopriepustného filtrovania a integračné funkcie.
    Zariadenie podľa jedného nárokov, vyznačujúce sa z predchádzajúcich tým, že za sieťou (206) je zapojený vstupný modul (204.1), ktorý obsahuje transformátor (T) so spojovacími kondenzátormi (Ckl,
    Ck2) na primárnej a sekundárnej strane.
SK254-2002A 1999-08-26 2000-08-17 Coupling stage for a data transmission system for low voltage networks SK2542002A3 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19940544A DE19940544A1 (de) 1999-08-26 1999-08-26 Einkoppelstufe für ein Datenübertragungssystem für Niederspannungsnetze
PCT/EP2000/008019 WO2001015334A1 (de) 1999-08-26 2000-08-17 Einkoppelstufe für ein datenübertragungssystem für niederspannungsnetze

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SK2542002A3 true SK2542002A3 (en) 2003-04-01

Family

ID=7919710

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK254-2002A SK2542002A3 (en) 1999-08-26 2000-08-17 Coupling stage for a data transmission system for low voltage networks

Country Status (14)

Country Link
EP (1) EP1206846A1 (sk)
CN (1) CN1371555A (sk)
BR (1) BR0013620A (sk)
CZ (1) CZ2002597A3 (sk)
DE (1) DE19940544A1 (sk)
HU (1) HUP0201602A3 (sk)
IL (1) IL146376A0 (sk)
NO (1) NO20020402D0 (sk)
NZ (1) NZ515475A (sk)
PL (1) PL353183A1 (sk)
SK (1) SK2542002A3 (sk)
TR (1) TR200200479T2 (sk)
WO (1) WO2001015334A1 (sk)
ZA (1) ZA200108987B (sk)

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FI20030471A0 (fi) * 2003-03-31 2003-03-31 Jorma Kullervo Romunen Pienjänniteverkon viestinsiirtojärjestelmän lähetystason vakiointi syöttökaapelista huolimatta
CN1734961B (zh) * 2004-12-17 2011-01-05 康佳集团股份有限公司 一种利用电力线进行数字通信的方法
DE102005006613A1 (de) * 2005-02-11 2006-08-24 Eichhoff Gmbh Vorrichtung zur Ankopplung einer Signalsende- und/oder Signalempfangseinheit an eine Spannungsversorgungsleitung
DE102006020029B4 (de) * 2006-04-26 2016-06-30 IAD Gesellschaft für Informatik, Automatisierung und Datenverarbeitung mbH Adaptive, kapazitive Koppelschaltung und Verfahren zur Nachrichtenübertragung über geschirmte Energiekabel eines elektrischen Energieverteilnetzes
EP2290834A1 (en) * 2009-08-25 2011-03-02 SMA Solar Technology AG Closed-circuit power line communication
WO2011025934A2 (en) 2009-08-28 2011-03-03 Enphase Energy, Inc. Power line communications apparatus
US8634480B2 (en) 2010-09-30 2014-01-21 Infineon Technologies Austria Ag Signal transmission arrangement with a transformer and signal transmission method
FR2979503B1 (fr) * 2011-08-23 2014-07-11 Senstronic Procede de communication a des fins de configuration et/ou d'interrogation et systeme le mettant en oeuvre
DE102012112921B3 (de) * 2012-12-21 2014-04-30 Sma Solar Technology Ag Schaltungsanordnung und Verfahren zur Datenübertragung auf Gleichstromleitungen und Wechselrichter und Photovoltaik-Anlage mit einer derartigen Schaltungsanordnung
DE102013105209B4 (de) 2013-05-22 2021-09-30 Sma Solar Technology Ag Verfahren und System zur Übertragung von Daten über Gleichstromleitungen
DE102014204673A1 (de) * 2014-03-13 2015-09-17 Hochschule Ruhr West Verfahren und System zur energieoptimierten Übertragung von Daten in einem leitungsgebundenen (multi carrier modulation - MCM) - Übertragungssystem
EP3584946A1 (en) 2018-06-19 2019-12-25 Fronius International GmbH A photovoltaic module level monitoring system

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4815106A (en) * 1986-04-16 1989-03-21 Adaptive Networks, Inc. Power line communication apparatus
SE455455B (sv) * 1986-11-11 1988-07-11 Ericsson Telefon Ab L M Slutsteg med automatisk nivakontroll for netsignalering
DE69023904T2 (de) * 1989-04-28 1996-06-13 Karoly Charles Abraham Übertragungsvorrichtung über hochspannungslinie.
DE4418296A1 (de) * 1994-05-26 1995-11-30 Abb Patent Gmbh Netzankopplung für Einrichtungen zur Datenübertragung über ein elektrisches Verteilnetz
US5844949A (en) * 1996-10-09 1998-12-01 General Electric Company Power line communication system

Also Published As

Publication number Publication date
HUP0201602A2 (en) 2002-09-28
DE19940544A1 (de) 2001-03-01
EP1206846A1 (de) 2002-05-22
CN1371555A (zh) 2002-09-25
ZA200108987B (en) 2002-07-10
TR200200479T2 (tr) 2002-07-22
PL353183A1 (en) 2003-11-03
NO20020402L (no) 2002-01-25
WO2001015334A1 (de) 2001-03-01
NZ515475A (en) 2002-10-25
IL146376A0 (en) 2002-07-25
HUP0201602A3 (en) 2003-02-28
CZ2002597A3 (cs) 2002-07-17
NO20020402D0 (no) 2002-01-25
BR0013620A (pt) 2002-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0667067B1 (en) Transmission network and filter therefor
EP1050164B1 (en) Catv power inserter
DE10019322C2 (de) Vorrichtung zur Konditionierung der elektrischen Gebäudeinstallation für die schnelle Datenübertragung
JP5634577B2 (ja) 通信装置及び通信装置のためのカプラー
US4890089A (en) Distribution of line carrier communications
US7501913B2 (en) Power line communication apparatus and connecting device
US6980089B1 (en) Non-intrusive coupling to shielded power cable
SK2542002A3 (en) Coupling stage for a data transmission system for low voltage networks
US8830009B2 (en) Power supply cable for power line communication equipment
US6990682B1 (en) Two-way CATV system
CA2317514C (en) Catv passive component with rf splitter and power adding/removal port
EP3569985A1 (en) An electricity meter and an adaptor module therefor
US5869909A (en) Active ground compensation
EP1096634B1 (de) Verwendung eines drei-Phasen-Filters mit Nullleiter
US7064624B2 (en) Power conditioners and pseudo isolation for a two-wire processing network
WO2000077944A1 (en) Method of and devices for telecommunication
US8669756B2 (en) Test apparatus for a broadband telecommunication network
WO2006012681A1 (en) Method and device for power line head-end data transmission
US10277277B2 (en) ULF/VLF power line communications coupler
JP4048843B2 (ja) 無線アダプタ
NL1018045C2 (nl) Communicatiesysteem met middelen ter preventie van intermodulatie producten.
CN116996094A (zh) 一种提升电力线通讯可靠性的电路结构
Downey Central control and monitoring in commercial buildings using power line communications
WO2002089352A1 (de) Vorrichtung zum elektrischen anschliessen eines modems bei der leitungsgebundenen datenübertragung an ein stromnetz
JP2516333B2 (ja) ドライバ回路