輸電線載波數據機的製作方法
2023-12-04 12:03:16 3
專利名稱：輸電線載波數據機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種將數據機信號(載波信號)疊加到電燈線(工業電源線)中進行傳送的PLC(power line carrier，輸電線載波)數據機(電燈線載波通信裝置)。
背景技術：
現有的PLC數據機如圖2所示。100表示發信機、收信機或者收發信器等的通信機，其收發信端a-a被連接到電燈線L上。Vs表示收發信端a-a之間出現的收發信端電壓。Z0表示通信機100的阻抗，ZL表示電燈線L的阻抗。而且，在通信機100是發射機的情況下，在阻抗ZL上存在串聯的信號源電壓ET。
設置用於改變電燈線L的收發信端阻抗的阻抗變更機構102。該阻抗變更機構102，通過將阻抗元件串聯或並聯在電燈線L上，來改變電燈線L的收發信端a-a上的阻抗。並且，設置用於計測電燈線L的阻抗ZL的阻抗計測機構103、和阻抗調節機構104。
通過在電燈線L上連接或切斷電氣化機器等，使電燈線L的阻抗ZL變動時，利用阻抗計測機構103計測的阻抗值產生變動。阻抗調節機構104，根據計測到的阻抗控制阻抗變更機構102，使收發信端電壓VS成為預定值。由此，即使電燈線L的阻抗ZL產生變動，也可以使通信機100的收發信電壓VS保持較大，可以隨時進行良好的通信(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1特開平11-041151號公報(圖3)。
所述的現有結構中，即使電燈線L的阻抗ZL產生變動，也可以使通信機100的收發信電壓VS保持較大，但是，為此就必須具有阻抗變更機構102、阻抗計測機構103和阻抗調節機構104。從而具有結構複雜，並導致成本提高的缺點。
發明內容
本發明的目的是不使用如上所述的特殊機構，而使數據機電路和電燈線之間的阻抗匹配，從而使數據機信號能夠以最大功率疊加到工業電源中。
為解決所述課題，本發明的輸電線載波數據機，具備被連接到工業電源線上的疊加變壓器，以及，與所述疊加變壓器耦合且輸入輸出端的阻抗被設計為50歐姆的數據機電路，所述疊加變壓器的初級側卷繞數N1和次級側卷繞數N2之比為 所述疊加變壓器的初級側連接到所述工業電源上，次級側連接到所述數據機電路上。
另外，在所述疊加變壓器的次級側和所述數據機電路之間插入噪聲濾波器，所述噪聲濾波器中設置共態扼流圈，並在所述共態扼流圈的前級側或者後級的至少一方上，設置與從所述數據機電路輸出的數據機信號的頻率諧振的並聯調諧電路，所述並聯調諧電路連接到所述共態扼流圈的兩條線之間。
另外，構成所述並聯調諧電路的電容元件由兩個被串聯連接的電容器構成，所述兩個電容器的相互連接點接地。
圖1是表示本發明的噪聲濾波器及使用噪聲濾波器的PLC數據機的結構的電路圖；圖2是表示本發明的噪聲濾波器的結構的電路圖。
具體實施例方式
圖1表示本發明的PLC數據機的結構。被連接到工業電源1上的疊加變壓器2，用於將從數據機電路3輸出的數據機信號疊加到工業電源1中；在疊加變壓器2和數據機電路3之間插入噪聲濾波器4，疊加變壓器2的初級側連接到工業電源1側，次級側連接到數據機電路3側。數據機電路3被連接到未圖示的個人電腦等信息處理裝置上。另外，工業電源1上連接著產生直流電壓的電源電路5，從電源電路5向數據機電路3供應電路工作用電壓。
噪聲濾波器4對應於工業電源1的線路，由平衡電路構成，具有連接到線路間的兩個並聯調諧電路6、7和被插入其間的四端子型共態扼流圈8。第1並聯調諧電路6，具有電感元件6a和與其並聯的電容器6b，與從數據機電路3輸出的數據機信號的頻帶(大致為4至20MHz的幾何平均值9MHz)諧振。另外一個第2並聯調諧電路7，具有電感元件7a和被串聯的兩個電容器7b、7c，同樣與數據機信號的頻帶諧振。此外，兩個電容器7b、7c相互的連接點接地。
共態扼流圈8由例如卷繞在圓環型磁芯8a上的兩個線圈8b、8c構成，其卷繞方向是使得對於從同一方向(疊加變壓器2側的●標記)輸入的同相信號，在磁芯8a內產生同一方向的磁通(實線箭頭的方向)。從而，對於平衡線之間的信號即逆相信號，產生逆方向的磁通。
所述的磁芯8a上卷繞的兩個線圈8b、8c，根據其卷繞方向，對於同相的信號，磁芯8a內的磁通被加在一起變大，因此具有較大的電感，對於逆相的信號，磁通被抵消而不產生，因此理論上電感為0，但由於漏磁通等的影響，雖然極小但還是有電感。
以上的結構中，被連接到噪聲濾波器4上的數據機電路3的輸入輸出端的阻抗，通常被設計為50歐姆。另一方面，工業電源1的阻抗根據被連接到其上的電氣機器的種類和數量而不同，但是，經各種調查的結果，從數據機電路3輸出的數據機信號的頻帶中，判明了其平均值大致在100歐姆左右。在這裡，疊加變壓器2的初級側卷繞數N1和次級側卷繞數N2的比N1/N2被設計為 其結果，疊加變壓器2的阻抗轉換率成為2倍。此外，將初級側連接到工業電源1上，將次級側通過噪聲濾波器4連接到數據機電路3上。其結果，數據機電路3的輸入輸出阻抗與電源1的阻抗匹配。
此外，從未圖示的個人電腦等輸入到數據機電路3中的信息信號，通過數據機電路3被轉換為數據機信號，通過疊加變壓器2疊加到工業電源1中，但是，由於從數據機電路3輸出的平衡的數據機信號，在第1並聯調諧電路6及第2並聯調諧電路7中調諧，因此，數據機信號在不衰減的狀態下被傳送到疊加變壓器2側。另外，所述的頻帶以外的線路間的信號及常態噪聲，通過第1並聯調諧電路6、第2並聯調諧電路7進行衰減，不會被傳送到疊加變壓器2側。
另一方面，相對於接地同相而混入兩條線路的噪聲(共態噪聲)通過共態扼流圈8衰減，另外，構成第2並聯調諧電路7的兩個電容器7b、7c具有線路旁路電容器功能，從而還可以抑制共態噪聲。
由此，只有抑制了兩種噪聲的調製解調信號被傳送到疊加變壓器2中，在這裡進行阻抗轉換後，疊加到工業電源1中。所述的噪聲濾波器4，在將工業電源1中疊加並傳送來的數據機信號傳送到數據機電路3中的情況下，同樣也可以起到抑制常態噪聲和共態噪聲的效果。
發明效果如上所說明的那樣，本發明的PLC數據機具有被連接到工業電源線上的疊加變壓器，及，與疊加變壓器耦合、且輸入輸出端的阻抗被設計為50歐姆的數據機電路，疊加變壓器的初級側卷繞數N1和次級側卷繞數N2之比為 將疊加變壓器的初級側連接到工業電源上，將次級側連接到上述數據機電路上，因此，僅用疊加變壓器，使設計成輸入輸出阻抗成為50歐姆的數據機電路，與具有大致100歐姆阻抗的工業電源匹配，從而將調製解調信號疊加到工業電源中。
另外，在疊加變壓器的次級側和數據機電路之間插入噪聲濾波器，噪聲濾波器中設置共態扼流圈，並在共態扼流圈的前級側或者後級的至少一方上，設置與從數據機電路輸出的數據機信號的頻率諧振的並聯調諧電路，使並聯調諧電路連接到共態扼流圈的兩條線之間，因此，能夠僅將抑制了共態噪聲和常態噪聲的調製解調信號疊加到工業電源中。
另外，構成並聯調諧電路的電容元件由兩個串聯連接的電容器構成，兩個電容器相互的連接點接地，因此，可以進一步抑制共態噪聲。
權利要求
1.一種輸電線載波數據機，其特徵在於，具備被連接到工業電源線上的疊加變壓器，以及，與所述疊加變壓器耦合、且輸入輸出端的阻抗被設計為50歐姆的數據機電路，所述疊加變壓器的初級側卷繞數N1和次級側卷繞數N2之比為 所述疊加變壓器的初級側連接到所述工業電源上，次級側連接到所述數據機電路上。
2.根據權利要求1所述的輸電線載波數據機，其特徵在於，在所述疊加變壓器的次級側和所述數據機電路之間插入噪聲濾波器，所述噪聲濾波器中設置共態扼流圈，並在所述共態扼流圈的前級側或者後級的至少一方上，設置與從所述數據機電路輸出的數據機信號的頻率諧振的並聯調諧電路，所述並聯調諧電路連接到所述共態扼流圈的兩條線之間。
3.根據權利要求2所述的輸電線載波數據機，其特徵在於，構成所述並聯調諧電路的電容元件由兩個被串聯連接的電容器構成，所述兩個電容器的相互連接點接地。
全文摘要
本發明提供一種輸電線載波數據機，不使用特殊機構，可以匹配數據機電路和電燈線之間的阻抗，從而使數據機信號在最大功率下疊加到工業電源中。其具有被連接到工業電源線上的疊加變壓器(2)，以及與疊加變壓器(2)耦合、輸入輸出端的阻抗被設計為50歐姆的數據機電路(3)，疊加變壓器(2)的初級側卷繞數N1和次級側卷繞數N2之比為
文檔編號H04B3/54GK1523775SQ20041000504
公開日2004年8月25日 申請日期2004年2月16日 優先權日2003年2月17日
發明者菅野猛 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社