Подключение широкополосных модемов к линиям электропитания
Формула / Реферат
1. Способ сопряжения сигналов передачи данных через систему распределения электропитания, данный способ содержит следующие этапы:
устанавливают последовательное индуктивное устройство сопряжения на линейном проводе вторичной обмотки трансформатора системы распределения электропитания рядом с вторичной обмоткой трансформатора распределения и
присоединяют коммуникационное устройство к индуктивному устройству сопряжения так, чтобы сигналы передачи данных могли сопрягаться между коммуникационным устройством и системой распределения электропитания.
2. Способ по п.1, в котором при установке индуктивного устройства сопряжения дополнительно располагают устройство сопряжения рядом с вторичной обмоткой распределительного трансформатора в пределах 1/10 длины волны самой интенсивно используемой частоты сигналов передачи данных.
3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап присоединения конденсатора параллельно двум клеммам вторичной обмотки трансформатора таким образом, чтобы конденсатор обеспечивал высокий импеданс для сигнала электропитания и низкий импеданс - для сигнала передачи данных.
4. Способ по п.1, в котором линейный провод вторичной обмотки трансформатора является нулевым проводом.
5. Способ по п.1, в котором коммуникационное устройство является модемом с расширенным спектром сигналов.
6. Способ по п.1, в котором индуктивное устройство сопряжения включает в себя разрезной магнитный сердечник, обжатый вокруг линейного провода вторичной обмотки трансформатора, и индуктивную обмотку наматывают вокруг сердечника так, чтобы часть линейного провода вторичной обмотки трансформатора в пределах сердечника выполняла сопряжение сигналов передачи данных.
7. Система передачи сигналов данных, предназначенная для сопряжения сигналов передачи данных через систему распределения электропитания, причем система передачи сигналов содержит
последовательное индуктивное устройство сопряжения, установленное на линейный провод вторичной обмотки трансформатора системы распределения электропитания рядом с распределительным трансформатором и
коммуникационное устройство, соединенное с индуктивным устройством сопряжения так, чтобы сигналы передачи данных могли сопрягаться между коммуникационным устройством и системой распределения электропитания.
8. Система передачи сигналов по п.7, в которой индуктивное устройство сопряжения устанавливают рядом с вторичной обмоткой распределительного трансформатора в пределах 1/10 длины волны самой интенсивно используемой частоты сигналов передачи данных.
9. Система передачи сигналов по п.7, дополнительно содержащая конденсатор, присоединенный параллельно двум клеммам вторичной обмотки трансформатора так, что конденсатор представляет высокий импеданс для сигнала электропитания и низкий импеданс - для сигнала передачи данных.
10. Система передачи сигналов по п.7, в которой первый линейный провод является нулевым проводом.
11. Система передачи сигналов по п.7, в которой коммуникационным устройством является модем сигналов с расширенным спектром.
12. Система передачи сигналов по п.7, в которой индуктивное устройство сопряжения включает в себя разрезной магнитный сердечник, обжатый вокруг линейного провода вторичной обмотки трансформатора, и индуктивную обмотку наматывают вокруг сердечника так, чтобы часть линейного провода вторичной обмотки трансформатора в пределах сердечника выполняла сопряжение сигналов передачи данных.
13. Способ сопряжения сигналов передачи данных через систему распределения электропитания, данный способ содержит следующие этапы:
присоединяют последовательное индуктивное устройство сопряжения к первому линейному проводу системы распределения электропитания,
присоединяют шунтирующее емкостное устройство сопряжения между первым линейным проводом и вторым линейным проводом и
обеспечивают коммуникационное устройство, имеющее параллельные первое и второе средства сопряжения, причем одно средство сопряжения соединяют с индуктивным устройством сопряжения, а другое средство сопряжения соединяют с емкостным устройством сопряжения так, чтобы предоставить возможность сопряжения сигналов передачи данных между коммуникационным устройством и системой распределения электропитания.
14. Способ по п.13, в котором первый линейный провод является нулевым проводом.
15. Способ по п.13, в котором коммуникационное устройство является модемом сигналов срасширенным спектром.
16. Способ по п.13, в котором индуктивное устройство сопряжения включает в себя разрезной магнитный сердечник, обжатый вокруг первого линейного провода.
17. Способ по п.13, в котором система распределения включает в себя распределительный трансформатор, и индуктивное устройство сопряжения присоединяют рядом с вторичной обмоткой трансформатора в пределах 1/10 длины волны наиболее интенсивно используемой частоты сигналов передачи данных.
18. Система передачи сигналов данных, предназначенная для сопряжения сигналов передачи данных через систему распределения электропитания, данная система передачи сигналов содержит
последовательное индуктивное устройство сопряжения, соединенное с первым линейным проводом системы распределения электропитания,
шунтирующее емкостное устройство сопряжения, присоединенное между первым линейным проводом и вторым линейным проводом, и
коммуникационное устройство, имеющее параллельные первое и второе средства сопряжения, причем первое средство сопряжения соединяют с одним устройством сопряжения и второе средство сопряжения соединяют с другим устройством сопряжения для того, чтобы предоставить возможность сопряжения сигналов передачи данных между коммуникационным устройством и системой распределения электропитания.
19. Система передачи сигналов по п.18, в которой первым линейным проводом является нулевой провод.
20. Система передачи сигналов по п.18, в которой коммуникационное устройство является модемом сигналов с расширенным спектром.
21. Система передачи сигналов по п.18, в которой индуктивное устройство сопряжения сигналов включает в себя разрезной магнитный сердечник, обжатый вокруг первого линейного провода.
22. Система передачи сигналов по п.18, в которой система распределения включает в себя распределительный трансформатор, и индуктивное устройство сопряжения присоединяют рядом с вторичной обмоткой трансформатора в пределах 1/10 длины волны наиболее интенсивно используемой частоты сигналов передачи данных.
23. Способ сопряжения сигналов передачи данных через узел с низким импедансом в системе распределения электропитания, причем способ содержит следующие этапы:
подключают конденсатор параллельно узлу с низким импедансом в системе распределения электропитания, причем конденсатор представляет высокий импеданс для сигнала электропитания и низкий импеданс - для сигнала передачи данных,
соединяют первое индуктивное устройство сопряжения последовательно с линейным проводом, расположенным выше узла,
соединяют второе индуктивное устройство сопряжения последовательно с линейным проводом, расположенным ниже узла,
и оперативно соединяют первое индуктивное устройство сопряжения и второе индуктивное устройство сопряжения так, чтобы выполнить сопряжение сигналов передачи данных через узел.
24. Способ по п.23, в котором оперативное соединение включает в себя подключение усилителя сигналов между первым индуктивным устройством сопряжения и вторым индуктивным устройством сопряжения.
25. Способ по п.23, в котором оперативное соединение включает в себя подключение маршрутизатора данных между первым индуктивным устройством сопряжения и вторым индуктивным устройством сопряжения для выборочного направления сигналов передачи данных между первым индуктивным устройством сопряжения и вторым индуктивным устройством сопряжения.
26. Способ по п.23, в котором второе индуктивное устройство сопряжения является одним из множества индуктивных устройств сопряжения, расположенных ниже узла, и в котором маршрутизатор данных выборочно направляет сигналы передачи данных между первым индуктивным устройсттюь сопряжения и множеством индуктивных устройств сопряжения.
27. Система передачи сигналов данных, предназначенная для сопряжения сигналов передачи данных через узел с низким импедансом в системе распределения электропитания, причем система передачи сигналов содержит
конденсатор, присоединенный параллельно узлу с низким импедансом в системе распределения электропитания, который представляет высокий импеданс для сигнала электропитания и низкий импеданс - для сигнала передачи данных,
первое индуктивное устройство сопряжения, присоединенное последовательно с линейным проводом, расположенным выше узла, и
второе индуктивное устройство сопряжения, присоединенное последовательно с линейным проводом, расположенным ниже узла,
в которой первое индуктивное устройство сопряжения и второе индуктивное устройство сопряжения оперативно соединены для выполнения сопряжения сигналов передачи данных через узел.
28. Система передачи сигналов передачи данных по п.27, дополнительно содержащая усилитель сигналов, который оперативно подключает первое индуктивное устройство сопряжения и второе индуктивное устройство сопряжения.
29. Система передачи сигналов данных по п.27, дополнительно содержащая маршрутизатор данных, который оперативно подключает первое индуктивное устройство сопряжения и второе индуктивное устройство сопряжения для выборочного направления сигналов передачи данных между первым индуктивным устройством сопряжения и вторым индуктивным устройством сопряжения.
30. Система передачи сигналов данных по п.27, в которой второе индуктивное устройство сопряжения является одним из множества индуктивных устройств сопряжения, расположенных ниже узла, и в которой маршрутизатор данных выборочно направляет сигналы передачи данных между первым индуктивным устройством сопряжения и множеством индуктивных устройств сопряжения.
Текст
005560 Настоящее изобретение относится к сопряжению сигналов передачи данных с электрическими системами распределения электропитания. Предшествующий уровень техники Сигналы передачи данных могут сопрягаться с электрическими системами распределения электропитания с помощью различных устройств, которые включают в себя широкополосные модемы линий электропитания (электромодемы). Многие широкополосные модемы линий электропитания используют методы модуляции с расширением спектра, например, ортогональное мультиплексирование деления частоты (OFDM) или расширение спектра сигнала прямой последовательностью (DSSS). При скоростях передачи данных, равных множеству мегабит в секунду, такие модемы используют частоты в пределах диапазона 1-50 МГц. Одним из преимуществ модуляции с расширением спектра является возможность подключать модемы, несмотря на резонансы и узкополосный шум, которые могут сделать некоторые сегменты диапазона частот непригодными. Однако все же желательно уменьшить количество таких непригодных сегментов частоты и таким образом увеличить скорость передачи данных и снизить частоту возникновения ошибок. Выходные сигналы модема с расширением спектра сигналов должны эффективно сопрягаться с линией распределения электропитания. Как правило, это происходит в точке, где такие линии сходятся,например, на вторичных клеммах распределительного трансформатора (РТ, DT) или в близлежащей точке разветвления (узловой точке). Однако импеданс (полное сопротивление) в этой соединительной точке,известный как входной импеданс (импеданс на входных клеммах), может изменяться в широких пределах от очень низких значений импеданса на некоторых диапазонах частот до очень высоких значений импеданса на других диапазонах частот. Относительно простые методы сопряжения, вероятно, будут довольно эффективными на некоторых диапазонах частот, но могут вводить существенное ослабление и потерю соединения на других диапазонах частот. Шунтирующее (параллельное) подсоединение является одной из обычно используемых методик,при которой модем непосредственно сопрягается с линией электропитания с помощью последовательно включенного блокирующего конденсатора. Фиг. 1 А и 1 В показывают шунтирующее емкостное сопряжение модема с системой распределения электропитания согласно предшествующему уровню техники. Система распределения электропитания включает в себя распределительный трансформатор 135 с вторичной обмоткой 130, имеющей импеданс ZT 108. Модем А 110 обеспечивает прохождение широкополосного высокочастотного тока, подаваемого через блокирующий конденсатор 113, и линии 115 и 117 электропитания. Модем А 110 имеет внутреннее сопротивление Rs 112. На фиг. 1 В для диапазона частот, при которых ZTRs, ZT 108 сильно нагружает выход модема А 110, что приводит к существенной потере связи. Даже если модем А 110 имеет низкий выходной импеданс, то это приводит к ослаблению сопряжения, когда импеданс ZT 108 намного ниже, чем вносимый(отраженный) импеданс нагрузки ZLrefl (не показана). В таком случае большая часть индуцированного тока от модема А 110 будет течь через более низкую величину ZT 108, и только меньшая часть будет течь через ZLrefl к модему В 140. Таким образом, шунтирующее емкостное сопряжение неэффективно для изменяющихся в широких пределах значений входного импеданса и для очень низких значений импеданса. Сущность изобретения Примеры вариантов осуществления настоящего изобретения включают в себя способы и соответствующие системы для сопряжения сигналов передачи данных через систему распределения электропитания на основе последовательного индуктивного метода сопряжения с помощью шунтирующего конденсатора. Индуктивное устройство сопряжения сигналов имеет две обмотки. Первичную обмотку располагают последовательно с линейным проводом системы распределения электропитания. Конденсатор присоединяют между первым линейным проводом и вторым линейным проводом системы распределения так, что конденсатор представляет высокий импеданс для сигнала электропитания и низкий импеданс для сигнала передачи данных. Коммуникационное устройство присоединяют к вторичной обмотке так,чтобы сигналы передачи данных могли сопрягаться между коммуникационным устройством и системой распределения. В дополнительных вариантах осуществления линейный провод может быть нулевым проводом(нейтральным проводом). Коммуникационное устройство может быть модемом сигналов с расширенным спектром. Индуктивное устройство сопряжения сигналов может включать в себя разрезной магнитный сердечник, обжатый вокруг линейного провода так, что вторая обмотка наматывается вокруг сердечника,и часть линейного провода в пределах этого сердечника действует как первичная обмотка. Первичная обмотка может находиться от вторичной обмотки трансформатора на расстоянии, равном 1/10 длины волны самой интенсивно используемой частоты сигналов передачи данных. Такое расположение является достаточно близким, чтобы поместить устройство сопряжения по существу на клеммах вторичной обмотки трансформатора. Примерные варианты осуществления настоящего изобретения также включают в себя способы и соответствующие системы для сопряжения сигналов передачи данных через систему распределения электропитания, основанные на последовательных индуктивных и параллельных емкостных устройствах сопряжения. Последовательное индуктивное устройство сопряжения присоединяют к первому линейно-1 005560 му проводу системы распределения электропитания. Шунтирующее емкостное устройство сопряжения присоединяют между первым линейным проводом и вторым линейным проводом. Коммуникационное устройство имеет параллельные первое и второе средства сопряжения (интерфейсы), причем первое средство сопряжения (интерфейс) соединяют с одним устройством сопряжения, и второе средство сопряжения (интерфейс) соединяют с другим устройством сопряжения для обеспечения сопряжения сигналов передачи данных между коммуникационным устройством и системой распределения электропитания. В дополнительных вариантах осуществления линейный провод может быть нулевым проводом. Коммуникационное устройство может быть модемом сигналов с расширенным спектром. Индуктивное устройство сопряжения сигналов может включать в себя разрезной магнитный сердечник, обжатый вокруг линейного провода так, что вторичная обмотка наматывается вокруг сердечника, и часть линейного провода в пределах сердечника действует как первичная обмотка. Первичная обмотка может находиться рядом с вторичной обмоткой трансформатора, т.е. в пределах 1/10 длины волны самой интенсивно используемой частоты сигналов передачи данных. Примерные варианты осуществления настоящего изобретения также включают в себя способы и соответствующие системы для сопряжения сигналов передачи данных через узел с низким значением импеданса системы распределения электропитания. Конденсатор присоединяют параллельно узлу с низким импедансом системы распределения электропитания, и он имеет высокий импеданс для сигнала электропитания и низкий импеданс - для сигнала передачи данных. Первое индуктивное устройство сопряжения присоединяют последовательно к линейному проводу, расположенному выше узла (перед узлом). Второе индуктивное устройство сопряжения присоединяют последовательно к линейному проводу,расположенному ниже узла (после узла). Первое индуктивное устройство сопряжения и второе индуктивное устройство сопряжения оперативно соединяют для сопряжения сигналов передачи данных через узел. В дополнительном варианте осуществления усилитель сигналов оперативно подключают к первому индуктивному устройству сопряжения и второму индуктивному устройству сопряжения. Альтернативно или дополнительно маршрутизатор данных может оперативно подключаться к первому индуктивному устройству сопряжения и второму индуктивному устройству сопряжения для того, чтобы выборочно направлять сигналы передачи данных между первым индуктивным устройством сопряжения и вторым индуктивным устройством сопряжения. В этом случае второе индуктивное устройство сопряжения может быть одним из множества индуктивных устройств сопряжения, расположенных ниже (после) узла так, чтобы маршрутизатор данных выборочно направлял сигналы передачи данных между первым индуктивным устройством сопряжения и множеством индуктивных устройств сопряжения. Краткое описание чертежей Настоящее изобретение будет легче понять с помощью обращения к нижеследующему подробному описанию со ссылками на сопроводительные чертежи, на которых: Фиг. 1 А и 1 В показывают шунтирующее емкостное сопряжение модема с системой распределения электропитания согласно предшествующему уровню техники. Фиг. 1 С и 1D показывают последовательное индуктивное сопряжение модема с системой распределения электропитания согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Фиг. 1E и 1F показывают последовательное индуктивное сопряжение с добавлением шунтирующих конденсаторов согласно одному из вариантов осуществления изобретения. Фиг. 1G показывает вариант осуществления для последовательного индуктивного сопряжения с соединенным треугольником трехфазным распределительным трансформатором электропитания. Фиг.2 - график, показывающий импеданс как функцию частоты во вторичной обмотке типичного распределительного трансформатора электропитания. Фиг. 3 А и 3 В показывают обход узла с низким импедансом системы распределения электропитания согласно варианту осуществления изобретения. Фиг. 4 показывает вариант осуществления для посылки отдельных потоков данных от общего узла объединения линий электропитания на различные схемы. Фиг. 5 показывает вариант осуществления, который преодолевает изменения во вносимом импедансе. Фиг. 6 показывает вариант осуществления, использующий объединение шунтирующего и последовательного режимов сопряжения. Подробное описание конкретных вариантов осуществления Примерные варианты осуществления настоящего изобретения используют методы для улучшенного последовательного индуктивного сопряжения широкополосных сигналов передачи данных с системами распределения электропитания. Один конкретный подход к последовательному индуктивному сопряжению в контексте распределительной сети среднего напряжения (СН, MV) описан в обычным образом переуступленной патентной заявке США 09/752705, поданной 28 декабря 2000, которая включена здесь по ссылке. По сравнению с шунтирующим емкостным сопряжением, последовательное индуктив-2 005560 ное сопряжение может устранить ослабление сигнала из-за нагрузки импеданса распределительного трансформатора на импеданс модема. Фиг. 1 С иллюстрирует схемное решение улучшенного последовательного индуктивного устройства сопряжения согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения и фиг. 1D изображает эквивалентную схему. Индуктивное устройство 120 сопряжения последовательно подключают к нейтральной линии 115 схемы электропитания низкого напряжения около распределительного трансформатора (РТ) 135. Устройство 120 сопряжения помещают рядом с вторичной обмоткой 130 распределительного трансформатора 135, предпочтительно в пределах 1/10 длины волны самой интенсивно используемой частоты сигнала, для сопряжения с нейтральной линией 115 с помощью устройства 120 сопряжения. Из фиг. 1D можно заметить, что низкое значение ZT 108 облегчает прохождение электрического тока по схеме, которая включает в себя модем А 110, присоединенный через устройство 120 сопряжения,импеданс ZT 108 вторичной обмотки трансформатора, линии электропитания 115 и 116 и параллельную комбинацию импеданса ZL 160 нагрузки и модема В 140. Схема на фиг. 1D также включает в себя вносимый импеданс ZLrefl 165 нагрузки, который представляет импеданс высокочастотной нагрузки, вносимый (отраженный) через линии электропитания назад к входным клеммам. Последовательное индуктивное сопряжение работает особенно хорошо, когда импеданс ZT 108 вторичной обмотки однородно низок на всем интересующем диапазоне частот. Однако высокое значение импеданса ZT 108 значительно увеличивает общий импеданс последовательной комбинации ZT 108 и вносимого импеданса ZLrefl 165 нагрузки и поэтому уменьшает силу тока IL 170 модема, сопрягаемого с линией электропитания. Таким образом, последовательное индуктивное сопряжение может быть эффективно для от умеренного до низкого значений входного импеданса, но может быть относительно неэффективно для очень высоких значений входного импеданса. Фиг. 1E и эквивалентная схема на фиг. 1F показывают один из вариантов осуществления, который обеспечивает более высокую эффективность сопряжения, чем основное последовательное индуктивное сопряжение, показанное на фиг.1 С и 1D, даже для диапазона частот, при которых ZT 108 является высоким. Согласно фиг. 1E, существует один или более конденсаторов 125, которые расположены параллельно вторичной обмотке 130 трансформатора 135. Как показано на фиг.1F, конденсатор 125 таким образом расположен параллельно с ZT 108. Эта параллельная комбинация обеспечивает результирующий импеданс, который ниже, чем один импеданс ZT 108. Следовательно, ток, текущий от модема А 110, по существу, не зависит от ZT 108. Устройство 120 сопряжения является последовательным индуктивным устройством сопряжения, которое включает в себя внутреннюю часть существующей линии электропитания 120 А, которая функционирует как одновитковая обмотка, разрезной магнитный сердечник 120 В, помещенный вокруг линии 120 А, и вторичную обмотку 120 С, намотанную вокруг сердечника 120 В. Когда конденсатор 125 присоединяют параллельно вторичной обмотке распределительного трансформатора, он понижает результирующий импеданс на клеммах трансформатора в диапазоне частот модема, кроме того, конденсатор 125 эффективно действует в качестве разомкнутой цепи на частотах распределения электропитания. Например, импеданс конденсатора 10 нФ меньше 16 Ом при частоте выше 1 МГц и меньше 1,6 Ом при частоте выше 10 МГц, хотя превышает 250 кОм при частоте 60 Гц. Фиг. 2 изображает график, показывающий импеданс, как функцию частоты во вторичной обмотке типичного распределительного трансформатора. Кривая А представляет значение импеданса без конденсатора, а кривая В представляет результирующий импеданс, когда конденсатор 10 нФ размещен параллельно с вторичной обмоткой. Кривая показывает, что без параллельного конденсатора в диапазоне частот 2,8-3,9 МГц и 16,3-30 МГц импеданс превышает 40 Ом. Возможно, что это происходит из-за параллельных резонансов в обмотках или выводах трансформатора. С другой стороны, кривая В показывает,что когда вторичная обмотка РТ шунтируется конденсатором 10 нФ, объединенный параллельный импеданс ниже 10 Ом для всех частот. Варианты осуществления настоящего изобретения применимы и к однофазной схеме электропитания, и к многофазной схеме электропитания в топологии соединения или звездой ("Y"), или треугольником. Для линий электропитания с двумя фазами (показаны на фиг. 1E), или для соединенных звездой трехфазных линий электропитания устройство 120 сопряжения предпочтительно размещают на нейтральной линии 115. При таком соединении фазовые линии 116 и 117 являются радиочастотными обратными проводами, между которыми приблизительно равномерно разделяются обратные токи. Таким образом, модемы в здании 145, присоединенные между одной из фазовых линий 116 или 117 и нейтральной линией 115, вероятно, будут видеть одинаковые уровни сигнала. Это отличается от размещения устройства 120 сопряжения на одной фазовой линии и предоставления возможности другой фазовой линии (линиям) получать их соответствующий сигнал (сигналы) только через индукцию по кабелю к нагрузке. Размещение индуктивного устройства 120 сопряжения на нейтральной линии 115 также минимизирует эффекты насыщения сердечника с помощью уменьшения уровня тока частоты электропитания; т.е. тока в сердечнике 120 В устройства сопряжения, обеспеченного системой распределения электропитания. Фиг. 1G показывает соединенный треугольником трехфазный трансформатор 170 мощности и три фазовые линии 175, 180 и 185. Устройство 120 сопряжения размещают на одной из трех фазовых линий,например, на линии 175, причем оставшиеся фазовые линии 180 и 185 обеспечивают путь возвращения-3 005560 сигнала. Такое соединение помогает уравнивать амплитуды обратных токов. Как показано, один или более конденсаторов 125 добавляют параллельно к вторичной обмотке трансформатора 170 для обеспечения пути с низким импедансом для тока в диапазонах частот, при которых импеданс вторичной обмотки трансформатора 170 является высоким. Фиг. 3 А и 3 В иллюстрируют способы обхода узлов с низким импедансом на обоих концах линии передачи электроэнергии в соответствии с вариантами осуществления настоящего изобретения. Примеры таких ситуаций включают в себя (а) линии, идущие в многоэтажных зданиях от главного распределительного щита электропитания до отдельных распределительных щитов электропитания этажей, (b) линии, идущие от одного узла до другого в распределительной сети низкого напряжения, и (с) линии среднего напряжения (СН), идущие от трансформатора подстанции до точки соединения множества линий. Фиг. 3 А, упрощенная до одной фазы, показывает модем А 110 на магистрали данных 303, соединенный так, как показано на фиг. 1E и 1F. Трансформатор 305 может быть распределительным трансформатором среднее напряжение - низкое напряжение (СН-НН) или низкое напряжение - низкое напряжение (НННН). Узел с низким импедансом может зависеть от способа соединения нагрузки со схемой. Например,на клеммах 332 соединено множество нагрузок 315, 320 и 325, создавая параллельное соединение импедансов, что в результате приводит к низкому значению входного импеданса на клеммах 332. Альтернативно или дополнительно, устройство 333 с низким значением импеданса может присоединяться к клеммам 332 и создавать препятствие для связи с устройствами 334, расположенными ниже. Узел с низким импедансом, например, пару клемм 332, можно обойти следующим образом. Шунтирующий по радиочастоте конденсатор 360 присоединяют параллельно паре клемм 332 для обеспечения низкого импеданса в интересующем диапазоне частот. Сигнал затем обходит клеммы 332 через индуктивные устройства 365 и 370 сопряжения. Устройство 365 сопряжения предпочтительно присоединяют к нулевому проводу 310 выше (по току, перед) конденсатора 360, а устройство 370 сопряжения присоединяют ниже (по току, после) клемм 332 и конденсатора 360. Из-за низкого импеданса на клеммах 332 по существу весь ток сигнала, приходящий по нулевому проводу 310 от модема А 110, течет через устройство 365 сопряжения и обратный путь (например провод 311). Низкий импеданс клемм 332 изолирует сигналы, приходящие слева от клемм 332, от сигналов справа от клемм 332. Путь сигнала между устройствами 365 и 370 сопряжения может быть обеспечен (а) прямым подключением, представляющим пассивный обход, или (b) активным путем, который включает в себя активный модуль 375, например, двунаправленный усилитель сигналов, повторитель данных, входные и выходные сигналы которого находятся в одном и том же диапазоне частот, или повторитель данных,диапазоны частот входных и выходных сигналов которого отличаются друг от друга. Если модуль 375 включает в себя двунаправленный операционный усилитель, то для предотвращения колебаний, величина ослабления, вводимая конденсатором 360, должна превышать усиление модуля 375. Фиг. 3 В иллюстрирует дополнительное усовершенствование устройства, показанного на фиг. 3 А. Отдельные устройства 385 сопряжения, расположенные ниже (по току), присоединяют к отдельным линиям, каждая из которых подает электропитание к одной или более нагрузок, например, к нагрузкам 315,320 и 325. Каждое отдельное устройство 385 сопряжения управляется отдельным портом XX, YY или ZZ усилителя или повторителя, например, модуля 380. Различные выходные сигналы на портах XX, YY иZZ могут иметь идентичную форму сигналов. Альтернативно, модуль 380 может включать в себя функциональный блок маршрутизатора для обеспечения передачи отдельных потоков данных к каждой из нагрузок 315, 320 и 325. Фиг. 4 иллюстрирует способ посылки отдельных потоков данных от общего узла объединения линий электропитания на различные схемы. В применении к среднему напряжению (СН), трансформатор 4 35 является трансформатором в подстанции, который преобразует высокое напряжение в среднее напряжение (ВН-СН), и линии 405 и 410 обеспечивают электропитание различным схемам СН. В применении к низкому напряжению (НН, LV), трансформатор 435 представляет распределительный трансформатор,который преобразует среднее напряжение в низкое напряжение (СН-НН) или низкое напряжение в низкое напряжение (НН-НН), и линии 405 и 410 обеспечивают электропитание различным зданиям или этажам в пределах здания. Беря в качестве примера использование распределения низкого напряжения (НН), фиг. 4 является схемным решением для множества зданий 440 и 445, на которые подают электропитание по топологии"звезда" от одного РТ 435. Часто множество кабелей 405 и 410 электропитания присоединяют к клеммам вторичной обмотки РТ 435 или они расходятся от узла соединения, расположенного близко к РТ 435,причем каждый кабель предназначен для электропитания отдельного набора зданий 440 и 445. Например, кабель 405 направлен к зданию 445, а кабель 410 направлен к зданию 440. Хотя на фиг. 4 показаны два кабеля 405 и 410, топология "звезда" может включать в себя более двух кабелей. Дополнительной выгодой от конденсаторов 125 и 415 является обеспечение изоляции по высокой частоте между различными схемами нагрузки вторичной цепи, питаемыми кабелями 405 и 410. Это позволяет каждому кабелю 405 и 410 служить отдельной средой передачи данных, переносящей отличающиеся потоки данных с полной пропускной способностью к наборам пользователей в каждом из зданий-4 005560 440 и 445. Например, по кабелю 410 модем 1 А 425 связывается с модемом 1 В 426, а по кабелю 405 модем 2 А 430 связывается с модемом 2 В 431. Фиг. 5 - схемное решение другого варианта осуществления настоящего изобретения, которое преодолевает изменение ZLrefl. Для простоты фиг. 5 показывает только одно направление потока сигнала,сама система фактически является двунаправленной. Модем включает в себя шунтирующий блок первичного генератора VSl 510, имеющий внутренний импеданс RS1 515, который передает значительную мощность сигнала в линию электропитания в шунтирующем режиме. Для диапазона частот, на которых вносимый импеданс ZLrefl нагрузки является относительно высоким, использование шунтирующего блока является очень эффективным режимом для передачи сигналов данных. Модем 505 для режима двойного сопряжения оборудован двумя схемами вывода, которые обеспечивают сигналы идентичной формы,возможно различных амплитуд и/или различных уровней импеданса. Первая шунтирующая емкостная схема вывода включает в себя генератор VS1 510 с его внутренним импедансом RS1 515, и вторая последовательная индуктивная схема вывода включает в себя генератор VS2 520 с его внутренним импедансомRS2 525. Например, эти схемы вывода могут быть двумя усилителями выходного сигнала, управляемыми обычным источником сигнала. Фиг. 5 показывает первую схему вывода, управляющую импедансом 215 клемм вторичной обмотки РТ в шунтирующем режиме через соединительный конденсатор 530. Вторая схема вывода управляет устройством 120 сопряжения в последовательном индуктивном режиме синфазно с первой схемой вывода. Шунтирующий емкостной режим обеспечивает эффективное управление для диапазонов частот, на которых оба значения импеданса ZT и ZLrefl являются относительно высокими. Последовательный индуктивный режим особенно эффективен для диапазонов частот, на которых импеданс ZLrefl относительно низок. Комбинация шунтирующего и последовательного режимов обеспечивает эффективное управление по большому диапазону комбинаций импеданса. Фиг. 6 показывает другой вариант осуществления настоящего изобретения, в котором объединение шунтирующего и последовательного режимов сопряжения используется для случая множества вторичных линий 605 и 610 электропитания. Группа подобных изолированных линий, например, нейтральных линий, может быть настолько большой в диаметре, что будет препятствовать прикреплению одного индуктивного устройства сопряжения 120, как показано, например, на фиг. 1 С. Соответственно, множество устройств 620 и 622 сопряжения могут присоединяться одно на каждую нейтральную линию и управляться одной и той же формой сигнала от модема А 625, который оборудован многочисленными выводами 615 А, 615 В и 615 С. Вывод 615 А и дополнительный конденсатор 635 обеспечивает одно шунтирующее устройство, общее для всех линий электропитания низкого напряжения, которые вместе шунтируют фазовые линии на частотах сигнала модема так, чтобы обе фазовые линии могли управляться выводом 615 А. Каждый из выводов 615 В и 615 С управляет одной нейтральной линией в последовательном режиме. Таким образом, модем А 625 посылает и принимает данные от всех модемов В 626 и 631. Хотя фиг.6 показывает топологию, имеющую две линии электропитания, она может включать в себя любое соответствующее количество линий. Хотя были раскрыты различные примерные варианты осуществления изобретения, специалистам должно быть очевидно, что могут быть сделаны различные изменения и модификации, которые достигнут некоторых из преимуществ изобретения, не отступая от истинного объема изобретения. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ сопряжения сигналов передачи данных через систему распределения электропитания,данный способ содержит следующие этапы: устанавливают последовательное индуктивное устройство сопряжения на линейном проводе вторичной обмотки трансформатора системы распределения электропитания рядом с вторичной обмоткой трансформатора распределения и присоединяют коммуникационное устройство к индуктивному устройству сопряжения так, чтобы сигналы передачи данных могли сопрягаться между коммуникационным устройством и системой распределения электропитания. 2. Способ по п.1, в котором при установке индуктивного устройства сопряжения дополнительно располагают устройство сопряжения рядом с вторичной обмоткой распределительного трансформатора в пределах 1/10 длины волны самой интенсивно используемой частоты сигналов передачи данных. 3. Способ по п.1, дополнительно содержащий этап присоединения конденсатора параллельно двум клеммам вторичной обмотки трансформатора таким образом, чтобы конденсатор обеспечивал высокий импеданс для сигнала электропитания и низкий импеданс - для сигнала передачи данных. 4. Способ по п.1, в котором линейный провод вторичной обмотки трансформатора является нулевым проводом. 5. Способ по п.1, в котором коммуникационное устройство является модемом с расширенным спектром сигналов.-5 005560 6. Способ по п.1, в котором индуктивное устройство сопряжения включает в себя разрезной магнитный сердечник, обжатый вокруг линейного провода вторичной обмотки трансформатора, и индуктивную обмотку наматывают вокруг сердечника так, чтобы часть линейного провода вторичной обмотки трансформатора в пределах сердечника выполняла сопряжение сигналов передачи данных. 7. Система передачи сигналов данных, предназначенная для сопряжения сигналов передачи данных через систему распределения электропитания, причем система передачи сигналов содержит последовательное индуктивное устройство сопряжения, установленное на линейный провод вторичной обмотки трансформатора системы распределения электропитания рядом с распределительным трансформатором и коммуникационное устройство, соединенное с индуктивным устройством сопряжения так, чтобы сигналы передачи данных могли сопрягаться между коммуникационным устройством и системой распределения электропитания. 8. Система передачи сигналов по п.7, в которой индуктивное устройство сопряжения устанавливают рядом с вторичной обмоткой распределительного трансформатора в пределах 1/10 длины волны самой интенсивно используемой частоты сигналов передачи данных. 9. Система передачи сигналов по п.7, дополнительно содержащая конденсатор, присоединенный параллельно двум клеммам вторичной обмотки трансформатора так, что конденсатор представляет высокий импеданс для сигнала электропитания и низкий импеданс - для сигнала передачи данных. 10. Система передачи сигналов по п.7, в которой первый линейный провод является нулевым проводом. 11. Система передачи сигналов по п.7, в которой коммуникационным устройством является модем сигналов с расширенным спектром. 12. Система передачи сигналов по п.7, в которой индуктивное устройство сопряжения включает в себя разрезной магнитный сердечник, обжатый вокруг линейного провода вторичной обмотки трансформатора, и индуктивную обмотку наматывают вокруг сердечника так, чтобы часть линейного провода вторичной обмотки трансформатора в пределах сердечника выполняла сопряжение сигналов передачи данных. 13. Способ сопряжения сигналов передачи данных через систему распределения электропитания,данный способ содержит следующие этапы: присоединяют последовательное индуктивное устройство сопряжения к первому линейному проводу системы распределения электропитания,присоединяют шунтирующее емкостное устройство сопряжения между первым линейным проводом и вторым линейным проводом и обеспечивают коммуникационное устройство, имеющее параллельные первое и второе средства сопряжения, причем одно средство сопряжения соединяют с индуктивным устройством сопряжения, а другое средство сопряжения соединяют с емкостным устройством сопряжения так, чтобы предоставить возможность сопряжения сигналов передачи данных между коммуникационным устройством и системой распределения электропитания. 14. Способ по п.13, в котором первый линейный провод является нулевым проводом. 15. Способ по п.13, в котором коммуникационное устройство является модемом сигналов с расширенным спектром. 16. Способ по п.13, в котором индуктивное устройство сопряжения включает в себя разрезной магнитный сердечник, обжатый вокруг первого линейного провода. 17. Способ по п.13, в котором система распределения включает в себя распределительный трансформатор, и индуктивное устройство сопряжения присоединяют рядом с вторичной обмоткой трансформатора в пределах 1/10 длины волны наиболее интенсивно используемой частоты сигналов передачи данных. 18. Система передачи сигналов данных, предназначенная для сопряжения сигналов передачи данных через систему распределения электропитания, данная система передачи сигналов содержит последовательное индуктивное устройство сопряжения, соединенное с первым линейным проводом системы распределения электропитания,шунтирующее емкостное устройство сопряжения, присоединенное между первым линейным проводом и вторым линейным проводом, и коммуникационное устройство, имеющее параллельные первое и второе средства сопряжения, причем первое средство сопряжения соединяют с одним устройством сопряжения и второе средство сопряжения соединяют с другим устройством сопряжения для того, чтобы предоставить возможность сопряжения сигналов передачи данных между коммуникационным устройством и системой распределения электропитания. 19. Система передачи сигналов по п.18, в которой первым линейным проводом является нулевой провод. 20. Система передачи сигналов по п.18, в которой коммуникационное устройство является модемом сигналов с расширенным спектром.-6 005560 21. Система передачи сигналов по п.18, в которой индуктивное устройство сопряжения сигналов включает в себя разрезной магнитный сердечник, обжатый вокруг первого линейного провода. 22. Система передачи сигналов по п.18, в которой система распределения включает в себя распределительный трансформатор, и индуктивное устройство сопряжения присоединяют рядом с вторичной обмоткой трансформатора в пределах 1/10 длины волны наиболее интенсивно используемой частоты сигналов передачи данных. 23. Способ сопряжения сигналов передачи данных через узел с низким импедансом в системе распределения электропитания, причем способ содержит следующие этапы: подключают конденсатор параллельно узлу с низким импедансом в системе распределения электропитания, причем конденсатор представляет высокий импеданс для сигнала электропитания и низкий импеданс - для сигнала передачи данных,соединяют первое индуктивное устройство сопряжения последовательно с линейным проводом,расположенным выше узла,соединяют второе индуктивное устройство сопряжения последовательно с линейным проводом,расположенным ниже узла,и оперативно соединяют первое индуктивное устройство сопряжения и второе индуктивное устройство сопряжения так, чтобы выполнить сопряжение сигналов передачи данных через узел. 24. Способ по п.23, в котором оперативное соединение включает в себя подключение усилителя сигналов между первым индуктивным устройством сопряжения и вторым индуктивным устройством сопряжения. 25. Способ по п.23, в котором оперативное соединение включает в себя подключение маршрутизатора данных между первым индуктивным устройством сопряжения и вторым индуктивным устройством сопряжения для выборочного направления сигналов передачи данных между первым индуктивным устройством сопряжения и вторым индуктивным устройством сопряжения. 26. Способ по п.23, в котором второе индуктивное устройство сопряжения является одним из множества индуктивных устройств сопряжения, расположенных ниже узла, и в котором маршрутизатор данных выборочно направляет сигналы передачи данных между первым индуктивным устройством сопряжения и множеством индуктивных устройств сопряжения. 27. Система передачи сигналов данных, предназначенная для сопряжения сигналов передачи данных через узел с низким импедансом в системе распределения электропитания, причем система передачи сигналов содержит конденсатор, присоединенный параллельно узлу с низким импедансом в системе распределения электропитания, который представляет высокий импеданс для сигнала электропитания и низкий импеданс - для сигнала передачи данных,первое индуктивное устройство сопряжения, присоединенное последовательно с линейным проводом, расположенным выше узла, и второе индуктивное устройство сопряжения, присоединенное последовательно с линейным проводом, расположенным ниже узла,в которой первое индуктивное устройство сопряжения и второе индуктивное устройство сопряжения оперативно соединены для выполнения сопряжения сигналов передачи данных через узел. 28. Система передачи сигналов передачи данных по п.27, дополнительно содержащая усилитель сигналов, который оперативно подключает первое индуктивное устройство сопряжения и второе индуктивное устройство сопряжения. 29. Система передачи сигналов данных по п.27, дополнительно содержащая маршрутизатор данных, который оперативно подключает первое индуктивное устройство сопряжения и второе индуктивное устройство сопряжения для выборочного направления сигналов передачи данных между первым индуктивным устройством сопряжения и вторым индуктивным устройством сопряжения. 30. Система передачи сигналов данных по п.27, в которой второе индуктивное устройство сопряжения является одним из множества индуктивных устройств сопряжения, расположенных ниже узла, и в которой маршрутизатор данных выборочно направляет сигналы передачи данных между первым индуктивным устройством сопряжения и множеством индуктивных устройств сопряжения.
МПК / Метки
МПК: H04B 3/56
Метки: линиям, подключение, электропитания, широкополосных, модемов
Код ссылки
<a href="https://eas.patents.su/12-5560-podklyuchenie-shirokopolosnyh-modemov-k-liniyam-elektropitaniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Евразийского Союза">Подключение широкополосных модемов к линиям электропитания</a>
Предыдущий патент: Система измерения расстояния для определения информации о расстоянии до космического аппарата
Следующий патент: Способ получения промежуточных соединений, применимых для получения противораковых соединений
Случайный патент: Применение остеопротегерина для лечения и/или профилактики фиброзного заболевания