室內電力線通信中的對準電路和使用該電路的收發系統的製作方法
2023-06-20 23:11:41
專利名稱：室內電力線通信中的對準電路和使用該電路的收發系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電力線通信，特別涉及一種用於在室內電力線通信中對準電力線的對準電路以及使用該對準電路的收發系統。
背景技術：
電力線通信(以下簡稱「PLC」)是一種用於僅通過插入到電輸出口(outlet)就能夠實現超高速網際網路和無線電通信，從而傳輸聲音、字符數據以及圖像的技術。因此，PLC被用於超高速網際網路通信、網際網路電話、家庭網絡/銀行等。另外，PLC可以利用現有的通信光纜，因此可具有例如低安裝費用以及基本無需通信費用等優點。
根據PLC，從音頻/視頻裝置輸出的音頻/視頻信號通過PLC發送器發送到室內區域。該音頻/視頻信號通過電力線發送到室內揚聲器或者室內顯示裝置，並且通過這些裝置將它們提取出來並輸出。因此，不用在音頻/視頻裝置和位於室內區域中的揚聲器或顯示裝置之間安裝額外的音頻/視頻傳輸線，就可建立室內廣播系統。
為了通過電力線發送和接收音頻/視頻信號，需要生成額外的載波。音頻/視頻信號加載到載波上以進行傳輸。當以上述方式通過電力線傳輸音頻/視頻信號時，會不可避免地產生噪聲。因此需要增加額外的電路去除噪聲，從而使得電路結構更為複雜。
為了減少PLC中的噪聲，在音頻/視頻信號的傳輸中採用低壓線。在通過低壓線進行的PLC中，通過與位於發送/接收側的室內/戶內區域中的電源輸出口相連接的低壓線，發送/接收PLC信號，例如音頻/視頻信號。
圖1示出了安裝在發送/接收側的室內/戶內區域的電源輸出口1和2。如圖1(a)所示，電源輸出口1形成有三個孔1a、1b和1c，以與外部的插頭模塊相連接。如圖1(b)所示，電源輸出口2形成有兩個孔2b和2c以及一個接地孔2a，以與外部的插頭模塊相連接。
在圖1(a)所示的電源輸出口中，三個孔中的一個(例如1a)被形成為用於接地。在這種情況下，孔(1a)並不是固定的用於接地。其餘的孔(例如1b和1c)被形成為用於分別連接具有室內/戶內額定電壓的高壓線，和具有較低電壓(minor voltage)的低壓線。在圖1(b)所示的電源輸出口中，接地孔2a固定地用於接地。兩個孔2b和2c被形成為用來分別與具有室內/戶內額定電壓的高壓線，和具有較低電壓的低壓線連接。
然而，在圖1(a)中所示的兩個孔1b和1c中以及在圖1(b)中所示的兩個孔2b和2c中，很難掌握哪個孔與高壓線連接以及哪個孔與低壓線連接。因此，需要很多試驗並會經過多次失敗才能對準發送/接收側的低壓線，以通過低壓線來進行PLC。另外，需要額外的檢測器來確定在連接至電源輸出口的線路中，哪條線是高壓線以及哪條線是低壓線。因此，對PLC需要進行大量複雜的預處理步驟。
通常，室內廣播系統設置於建築物、住宅、船、醫院等，以在各種信息廣播、教育以及會議中使用，或者用來傳送音樂和通知用於應付緊急情況的事情。
這樣的室內廣播系統包括放大器、至少一個揚聲器以及將放大器和揚聲器彼此連接的線路。放大器設置在安裝有室內廣播系統的室內區域的特定位置。放大器放大各種來自於麥克風的導頻音(guide voice)，或者來自於各種聲源(例如音頻系統)的音頻信號。揚聲器輸出放大器放大的結果，以允許室內區域中的所有人或者在室內區域特定位置的某些人聽到各種導頻音或音頻信號的放大結果。
在這種傳統的室內廣播系統中，設置在特定位置的放大器必須通過配線與設置在各樓層的多個揚聲器連接。因此，根據建築物的結構將會佔用大量的時間以及會出現許多困難。
另外，由於放大器和各揚聲器通過配線相互連接，因此這種配線將十分複雜，並且需要額外的費用來安裝。複雜的配線增加了配線斷路或者短路所導致的問題出現的可能性。因此，構建室內廣播系統的可靠性降低。特別地，如果在大型建築物中布置的任何配線發生斷路或者短路，則基本上不可能找到相關位置，並對該斷路或者短路進行修復。如果放大器和揚聲器之間的距離增加，那麼考慮到信號的衰減，需要增加放大器的輸出。因此，放大器會過熱或者過載，並且使(昂貴的)放大器損壞而停止工作。
發明內容
本發明的示例性實施方案提出了一種用於對室內電力線通信的發送/接收線路進行對準的對準電路，以及用於發送和接收音頻信號的收發系統。在一個示例性實施方案中，所述對準電路可包括三個電極，包括接地電極、高壓電極和低壓電極，所述三個電極與發送側和接收側的室內配線輸出口連接；線路對準指示部分，用於指示所述三個電極與所述輸出口的線路是否正常對準，並在所述高壓電極和所述接地電極之間；繼電器線圈，其連接在所述高壓電極和所述接地電極之間，並且與所述線路對準指示部分並聯連接；繼電器開關，其與所述低壓電極和所述接地電極串聯連接，並且由所述繼電器線圈導通或斷開；以及輸入/輸出埠(I/O埠)，用於接收由所述發送側發送的PLC信號，或者將所述發送的PLC信號輸出至所述接收側，所述I/O埠與所述繼電器開關的一端相連接。
在一個示例性實施方案中，一種收發系統可以包括音頻信號發送器，用於輸出通過電力線傳輸的音頻信號；第一發送/接收線路對準電路，用於將來自於所述音頻信號發送器的音頻信號傳送至所述電力線；以及音頻信號接收器，用於通過第二發送/接收線路對準電路接收通過所述電力線傳輸的音頻信號，其中，所述第一和第二發送/接收線對準電路中的每個包括三個電極，包括接地電極、高壓電極和低壓電極，並與室內線路輸出口相連接；線路對準指示部分，用於指示所述三個電極與所述輸出口的線路是否正常對準，並連接在所述高壓電極和所述接地電極之間；繼電器線圈，連接在所述高壓電極和所述接地電極之間，並且與所述線路對準指示部分並聯連接；繼電器開關，與所述低壓電極和所述接地電極串聯連接，並且由所述繼電器線圈導通或斷開；以及輸入/輸出埠(I/O埠)，用於接收由所述發送側發送的PLC信號，或者將所述發送的PLC信號輸出至所述接收側，所述I/O埠與所述繼電器開關的一端相連接。
圖1是傳統電源輸出口的配置結構圖；圖2是根據本發明第一個實施方案的用於對準室內電力線通信的發送/接收線的對準電路的電路圖；圖3是用於說明圖2中對準電路的工作的電路圖；圖4是根據本發明的線路轉換器(line converter)的配置結構圖；圖5是根據本發明第二個實施方案的用於對準室內電力線通信的發送/接收線的對準電路的電路圖；圖6是用於說明圖5中對準電路的工作的電路圖；圖7是根據本發明的使用了用於對準室內電力線通信的發送/接收線的對準電路的收發系統的方框圖；圖8是根據本發明的音頻信號發送器和音頻信號接收器的方框圖；圖9是圖8中所示的音頻信號發送器的電路圖；圖10是圖8中所示的音頻信號接收器的電路圖。
具體實施例方式
以下將參照附圖更加全面地描述本發明，附圖中示出了本發明的優選實施方案。
圖2是根據本發明第一個實施方案的用於對準室內電力線通信(PLC)的發送/接收線的對準電路的電路圖。對準電路包括三個電極①、②和③、線路對準指示部分、繼電器線圈4a、繼電器開關4b以及輸入/輸出埠(I/O埠)。三個電極①、②和③與用於發送/接收PLC信號的發送/接收側室內配線輸出口相連接。線路對準指示部分耦合在電極①和③之間，以指示線的對準是否正常。繼電器線圈4a與線路對準指示部分並聯連接。繼電器開關4b根據來繼電器線圈4a的磁力的變化導通/斷開。輸入/輸出埠(I/O埠)連接至繼電器開關4b的一端。I/O埠從發送側接收通過低壓線傳送的PLC信號，或者將所接收的PLC信號輸出至接收側。
三個電極①、②和③與連接至發送側和接收側的室內線路的輸出口的相應孔一對一地連接。根據作為接地電極的電極③，電極①是接收室內/戶內額定電壓的高壓電極，電極②是發送較小電壓的低壓電極。
如上所述，線路對準指示部分耦合在高壓電極①和接地電極③之間。在線路對準指示部分中，電容C、電阻R以及指示元件D串聯連接，並且指示元件D的一端連接至接地電極③。
由於電容C具有容易通過高頻信號的性質，因此電容C將包含有噪的高頻信號旁路至接地電極③，並且對繼電器線圈4a(將在以後描述)逐漸充電至可使其正常工作的恆定電壓。串聯連接至電容C的電阻R防止過電流瞬間流過，並且有助於使指示元件D穩定正常地工作。
與電阻R串聯的指示元件D例如是發光二極體(LED)或者如圖2所示的蜂鳴器。僅當指示元件D的兩端施加有預定的或者更高的電壓時，指示元件D發出光(當其為LED時)，或者發出聲音或警報(當其為蜂鳴器時)。因此，僅當施加至高壓電極③的電壓高於特定電壓的電平時，指示元件D發出光或者發出警報，以通知操作者或使用者三個電極①、②和③沒有與室內輸出口正常對準。
輸出口提供的電壓相對於接地電極③來說是作為室內/戶內額定電壓的高壓(220伏)，和具有較低電壓的低壓。在這些電壓中，應該將額定電壓(220伏)施加到與指示元件D串聯的高壓電極①，從而使指示元件D發出光或者警報。當將低電壓而不是室內額定電壓施加至高壓電極①時，LED或蜂鳴器不會工作。
如圖2所示，線路對準指示部分與繼電器線圈4a並聯連接。繼電器線圈4a和繼電器開關4b組成了用於通過接觸點變化來進行開關操作的繼電器電路4。如果在繼電器線圈4a的兩端施加預定的或者更高的電壓，則繼電器開關4b的接觸點將通過繼電器開關4a所產生的磁力而改變，從而導通/斷開繼電器開關4b。
當在繼電器線圈4a的兩端引入高於預定電壓的電壓時，繼電器線圈4a將產生磁力，以對繼電器開關4b進行操作。即，由流到繼電器線圈4a的高電流在其兩端所感應(induce)的電壓將具有高於預定電壓的電平。因此，提供至高壓電極①的電壓將是相對於接地電極③的高電壓。即，通過為高壓電極①提供室內額定電壓，以在繼電器線圈4a的兩端產生高電壓(220伏)，從而導通繼電器開關4b。
繼電器線圈4a由線路對準指示部分的電容C中逐漸儲存的電壓驅動，並以穩定的電壓對繼電器4b進行操作。輸入/輸出埠(I/O埠；由圖2中的箭頭表示)連接至繼電器開關4b的一端。I/O埠接收通過與發送側輸出口連接的電力線的低壓線從發送側發出的PLC信號(例如音頻或視頻信號)，或者將所接收到的PLC信號輸出至接收側。
如果發送側利用其室內/戶內額定電壓線發送PLC信號(音頻或視頻信號)，那麼將會產生噪聲，並且需要安裝大量額外的電路去除噪聲。為了防止出現這一問題，在本發明中利用產生噪聲機率較低的低壓線來傳送PLC信號。這樣，所接收的PLC信號通過與低壓電極(其連接至接收側的輸出口的低壓線)串聯連接的I/O埠輸出。
圖3是用於說明圖2中的對準電路的工作的電路圖。具體地，圖3(a)顯示了三個電極①、②和③與用於發送/接收PLC信號的發送/接收側的室內/戶內輸出口斷開，或者當線路未對準時與發送/接收側的室內/戶內輸出口連接。
由於電極①、②和③在線路未對準時與室內/戶內輸出口連接，通過高壓電極發送的電壓不是室內額定電壓的高電壓(220)而是低電壓，因此發光二極體D並不發光，並且繼電器線圈4a並不改變繼電器開關4b的接觸點。因此，在發送側使用對準電路的情況下，PLC信號(音頻或視頻信號)並不通過I/O埠(圖3(a)中所示的箭頭)輸出，並且在接收側使用對準電路的情況下，PLC信號也不會通過I/O埠輸出。
在線路未對準的情況下，發送/接收側的室內/戶內輸出口應該與三個電極①、②和③重新連接，以使發送/接收側可通過I/O埠發送/接收PLC信號。這樣，電極與發送側或接收側的輸出口以與圖3(a)中相反的方式與電極①和②重新連接，從而得到圖3(b)中所示的線路對準的電路。也就是說，室內/戶內額定電壓(220伏)通過高壓電極輸入，從而使發光二極體D發出光，以及繼電器開關4b被繼電器線圈4a所產生的磁力導通。結果，與電極②和I/O埠連接的電壓線(圖3(b)中所示的箭頭)被限定為低壓線，並且PLC信號通過連接至低壓線的I/O埠輸入(發送側的對準電路的情況)，或者從發送側發出的PLC信號通過電力線的低壓線傳輸，以通過I/O埠輸出(接收側的對準電路的情況)。
在根據第一個實施方案的對準電路中，當三個電極①、②和③未與發送/接收側的室內/戶內輸出口正確連接時(即，線路沒有對準)，發光二極體D不發光。因此，使用者或操作者可以發現線路沒有對準。使用者或操作者將三個電極①、②和③與發送/接收側的室內/戶內輸出口重新連接，以通過電力線的低壓線將PLC信號(例如音頻或視頻信號)輸入/輸出至I/O埠。
下面的實施方案是當線路未對準時，無需將三個電極①、②和③與發送/接收側的室內/戶內輸出口重新連接，而僅需通過簡單的切換操作即可對準發送/接收線路。
圖4是連接至圖2中所示的對準電路前端的線路轉換器10的構造圖。線路轉換器10包括用於與六個接觸點11-16進行切換操作的切換杆(switching bar)18。線路轉換器10連接至圖2中所示的對準電路前端，以下將參照圖5對其進行描述。
如圖5所示，線路轉換器10內嵌有線路轉換電路10，線路轉換電路10與圖2中所示的對準電路前端的電極①和②連接。線路轉換電路10設置在發送/接收側的室內/戶內輸出口與圖2中所示的對準電路的電極之間，並且進行簡單的切換操作以對準線路。
線路轉換電路10具有三對接觸點11-16。與作為中心接觸點的一對觸點(15、16)連接有開關。該開關被動地(passively)切換至設置在中心接觸點(15、16)兩側的兩對兩側接觸點(11、12)和(13、14)。兩對兩側接觸點(11、12)和(13、14)交叉聯結。即，接觸點11與接觸點14聯結，接觸點12與接觸點13聯結。
中心接觸點(15、16)對與發送/接收側的輸出口連接。兩側接觸點對(13和14)與圖2所示的高壓電極①和低壓電極②連接，接地電極③與發送/接收側的輸出口的接地線相連。
下面將參照圖4和圖5對線路轉換電路10的工作進行描述。當圖4中所示的切換杆18左右移動時，與圖5所示的線路轉換電路10的接觸點(15、16)的相連的開關可以交替地切換至兩對接觸點(11、12)和(13、14)。
圖6是用於說明圖5中所示的包括線路轉換電路10的對準電路工作的電路圖；如圖6(a)所示，線路轉換電路10的中心接觸點(15、16)與接觸點(13、14)連接。在這種狀態下，如果中心接觸點(15、16)和線路轉換電路10的接地電極③連接至發送/接收側的輸出口，則可以正常地將線路對準或者沒有對準。當正常地將線路對準時，發光二極體D發光，並且繼電器開關4b根據繼電器線圈4a的操作導通。因此，PLC信號被輸入至I/O埠(圖6(a)中所示的箭頭)(發送側的對準電路的情況)或者由其輸出(接收側的對準電路的情況)。可選地，如果線路沒有對準，則保持圖6(a)的狀態。
當沒有正常地進行線路對準時，沿著接觸點15和13輸入高壓電極①的電壓為低電壓，而不是會使發光二極體D發光，或者使線圈4a工作的高電壓。這樣，沿著接觸點16和14輸入低壓電極②的電壓為室內/戶內額定電壓。
當正常地將線路對準時，即可以實現PLC。在未進行線路對準的情況下(見圖6(a))，線路轉換電路10的內部接觸點的狀態改變，以進行線路對準。即，通過移動圖4中所示的切換杆18可以進行切換操作(見圖6(b))來改變接觸點。歸功於該切換操作，中心接觸點(15、16)分別與接觸點(11、12)連接。換言之，圖6(a)的連接狀態與圖6(b)的連接狀態相反。通過切換操作，可將室內/戶內額定電壓輸入高壓電極①，並將用於發送和接收PLC信號的低電壓輸入低壓電極②。
繼而發光二極體D發光，使得使用者或者操作者能夠發現已經進行了線路對準。並且繼電器線圈4a產生大於預定磁力的磁力，以操作繼電器開關4b，從而通過電力線的低壓線將例如音頻和視頻信號等PLC信號發送至I/O埠(圖6(b)中所示的箭頭)(發送側的對準電路的情況)，或者將發出的PLC信號輸出至接收側。
圖7是根據本發明的使用了用於對準室內電力線通信的發送/接收線的對準電路的收發系統的方框圖。收發系統包括通過電力線相互通信的發送裝置TX和接收裝置RX。發送裝置TX包括音頻信號發送器100和發送/接收線路對準電路300。音頻信號發送器100從音頻源例如麥克風或者計算機接收音頻信號，並且將所接收的音頻信號通過發送/接收線路對準電路300輸出至電力線。發送/接收線路對準電路300具有與圖2中所示結構相同的結構，並且對其不再進行詳細描述。從音頻信號發送器100輸出的音頻信號被發送至圖2中所示的繼電器電路4。發送至繼電器電路4的音頻信號將根據電壓線的對準情況，通過電極(低壓電極和高壓電極)送至電力線。
接收裝置RX包括音頻信號接收器200和發送/接收線路對準電路400。發送/接收線對準電路400具有與圖2中所示結構相同的結構，並且對其不再進行詳細描述。通過電力線傳輸的音頻信號被送至音頻信號接收器200。音頻信號接收器200將收到的音頻信號通過揚聲器輸出到外部。雖然並未在本圖中示出，但是本領域技術人員應該認識到圖5中所示的線路轉換電路10可以設置有發送/接收線對準電路300和400。
圖8是圖7中所示的音頻信號發送器100和音頻信號接收器200的方框圖。音頻信號發送器100包括信號輸入單元110、第一振蕩器120、調製器130以及RF扼流器(RF choke)140。信號輸入單元110從音頻源接收信號。第一振蕩器120產生具有基頻的載波信號，以通過電力線承載並且傳輸音頻信號，調製器130用於將音頻信號加載至載波以作為特定頻率的信號輸出。RF扼流器140防止所述特定頻率信號被輸出為比特定頻率信號頻率高的高頻信號。
音頻信號接收器200包括信號提取器210、高頻放大器220、調諧器230、第二振蕩器240、頻率檢測器250以及低頻放大器260。信號提取器210選取從音頻信號發送器100通過電力線發出的頻率信號。高頻放大器220放大所選取的頻率信號。調諧器230用於使用與載波相同的頻率對放大的信號進行調諧。第二振蕩器240生成在調諧器230中使用的調諧頻率。頻率檢測器250從已調諧的頻率信號中僅檢出音頻信號。低頻放大器260放大所檢測的音頻信號並且將放大的信號發送至揚聲器270。音頻信號發送器100通過三芯插頭(包含發送/接收線路對準電路300的電極)與室內/戶內輸出口連接。
音頻信號發送器100的信號輸入單元110從音頻源(例如麥克風或者計算機)接收音頻信號。所接收的音頻信號是沒有經過數字轉換的純低頻模擬音頻信號。該低頻音頻信號通過預設置的室內/戶內電力線(而不是通過額外的音頻傳輸線)發送至揚聲器270。因此，可以在不受到工頻信號(60赫茲信號)的幹擾的情況下傳輸低頻信號。
當通過電力線傳輸低頻信號時，該低頻信號承載於具有預定基頻的載波中，從而避免這種電力線信號的幹擾。例如，低頻信號由具有21.4兆赫茲高頻的載波承載。載波由根據置位時鐘(set clock)產生基頻信號的第一振蕩器120產生。由第一振蕩器120產生的高頻載波被輸入至用於調製音頻信號的調製器130。調製器130將音頻信號加載到由第一振蕩器120產生(apply)的基頻信號上，例如載波數據，以作為特定頻率信號輸出。
上述調製可通過調頻(FM)或者調幅(AM)來實現。FM是根據輸入信號通過改變載波的頻率來調製狀態編碼(regime encoding)。AM是根據輸入信號通過改變載波的振幅來調製狀態編碼。
本發明的實施方案使用了AM來將音樂或語音/圖像轉換為電信號，並且通過有線或無線接口組件將所述電信號傳送至遠處。AM在進行簡單調製上具有優勢，但是在噪聲方面較弱。因此，為了克服噪聲的攻擊，利用電力線進行發送/接收音頻信號是通過低壓線來進行的，並且使用了多種降低噪聲濾波器。
經過振幅調製並由調製器130輸出的特定頻率信號輸入至RF扼流器140。RF扼流器140防止該輸入的特定頻率信號被輸出為頻率高於預定頻率的高頻信號。即，RF扼流器140去除高於調製器130以預定頻率(音頻信號頻率)產生的特定頻率信號頻率的頻帶內的所有信號。因此，具有高頻帶的噪聲可以通過RF扼流器140去除。
這種信號通過RF扼流器140去除了高頻，載有音頻信號的特定頻率信號被發送至音頻信號接收器200。通過低壓線傳輸承載音頻信號的特定頻率信號，從而避免噪聲的影響。換言之，通過相對於接地電壓具有較小電壓的低壓線來對上述信號進行傳輸，而不是通過用作室內/戶內配線的、用於施加額定電壓(相對於接地電壓)的高壓線來傳輸。
從信號發送器100發送出來的載有音頻信號的特定頻率信號通過電力線的低壓線輸送至音頻信號接收器200。音頻信號接收器200通過包含發送/接收線路對準電路400的電極的三芯插頭(three-prong plug)連接至內部輸出口。音頻信號接收器200的信號提取器210選取輸送的音頻信號。即，信號提取器210僅使載有音頻信號的載波頻帶通過，而濾除其他的頻帶。
因為所選取的特定頻率信號在通過電力線傳輸時衰減，所以它被輸入至高頻放大器220進行放大。即，上述音頻信號還可以通過放大具有高頻的頻帶來進行放大。調諧器230以與音頻信號發送器100中所用的載波相同的頻率對經過放大的特定頻率信號進行調諧。即，當經過高頻放大器220放大的特定頻率信號和與音頻信號發送器100中所用的載波頻率相同的信號被輸入至調諧器230時，調諧器230僅放大和輸出與頻率和載波頻率相同的信號產生諧振的信號。在音頻信號發送器200中所用的、具有與載波頻率相同的信號由第二振蕩器240產生。通過調諧器230輸出的頻率信號僅在載有音頻信號的頻帶被極大地放大。該極大地放大的頻率信號輸入至頻率檢測器250。
頻率檢測器250僅從經過調諧的頻率信號中檢測音頻信號，並且對檢測到的音頻信號進行解調。即，頻率檢測器250從來自於音頻信號發送器100的、經過調製的特定頻率信號中檢測音頻信號、去除(except)載波，並且對檢測到的音頻信號進行解調。檢測到的音頻信號是低頻信號，在輸出至揚聲器270之前需要放大至預定的幅值。因此，通過低頻放大器260將該檢測到的音頻信號放大至預定幅值，並輸出至揚聲器270。
圖9是圖8中所示的音頻信號發送器100的電路圖，圖10是圖8中所示的音頻信號接收器200的電路圖。
如圖9所示，音頻信號發送器100包括與音頻源進行接口的信號輸入單元110。信號輸入單元110接收音頻信號。接收到的音頻信號被輸入至調製器130。第一振蕩器120產生用作載波的特定頻率信號。特定頻率信號被輸入至調製器130。
調製器130從信號輸入單元110接收音頻信號，以及從第一振蕩器120接收特定頻率信號，以進行振幅調製(AM)。即，調製器130將音頻信號加載至具有特定頻率信號的載波中，並且輸出該音頻信號。調製器130使用MC1496晶片調製並輸出該音頻信號。從調製器130輸出的經過調製的頻率信號輸入至RF扼流器140。RF扼流器140從經過調製的頻率信號中去除頻率高於特定頻率的信號。頻率高於特定頻率的信號與載有有音頻信號的特定頻帶沒有關係。大部分噪聲屬於比特定頻率高的頻率。
由RF扼流器140輸出的載有音頻信號的頻率信號通過連接至發送電極150的電力線傳輸。發送電極150不與用作室內/戶內額定電壓傳輸線的高壓線連接，而是與地線和低壓線連接。即，發送電極150通過低壓傳輸線傳輸音頻信號以避免噪聲。通過低壓線傳輸的載有音頻信號的頻率信號被輸送至圖10中所示的音頻信號接收器200。
在通過電力線的低壓線傳送的頻率信號中，只有載有音頻信號的頻帶內的信號在輸出之前由信號提取器210選擇。由於所選取的頻率信號在傳輸中衰減，因此在輸出前由高頻放大器220放大為具有特定的調節電平(set level)。高頻放大器220可以包括MC1350晶片。
調壓器225與高頻放大器220的輸入部分連接，從而即使在負載或晶片狀態改變時，也可將電壓保持在恆定的值。調壓器225用來防止對整個電路或者各種晶片的損壞。調壓器225可以包括各種組件。在本發明中，調壓器225包括陰極彼此相連的兩個齊納二極體。
經過放大的高頻信號輸入至調諧器230，從而在輸出前用與音頻信號發送器100中所用的載波頻率相同的頻率進行調諧。即，當第二振蕩器240產生頻率與音頻信號發送器100中所用的載波頻率相同的頻率信號，並將產生的信號傳送至調諧器230時，調諧器230僅對來自於高頻放大器220的經過放大的高頻信號中的、與第二振蕩器240產生的頻率信號發生諧振的信號進行極大地放大。與高頻放大器220類似，調諧器230可以包括MC1350晶片。調諧器230接收頻率與音頻信號發送器100中所用的載波頻率相同的頻率信號，並且在來自於高頻放大器220的經過放大的高頻信號中，對具有相同的頻率信號進行調諧和放大。
經過調諧的頻率信號被輸入至頻率檢測器250，以作為去除了載波的音頻信號輸出。因此，頻率檢測器250檢測並且解調與載波所載有的低頻信號對應的音頻信號，其中所述載波為高頻成分。頻率檢測器250可以包括用作解調晶片的MC1330晶片。經過解調的低頻音頻信號在輸出至揚聲器270之前，通過低頻放大器260放大，以具有預定的幅度。輸出的音頻信號通過模擬處理(analog formula)傳送至聽眾。
低頻放大器260的輸入部分還設置有電平控制器265，以控制通過揚聲器270輸出的音頻信號的音量。即，由於低頻放大器260輸入部分的電平控制控制了放大級別，因此可以控制音頻信號的音量。電平控制器265可以通過將可變電阻與低頻輸入單元260的輸入部分相連接而構成。
高頻放大器220、調諧器230、頻率檢測器250以及低頻放大器260中使用的DC工作電源由電源部分280來提供。即，電源部分280使商用AC功率的電平下降並對電平下降的AC電源進行整流，以產生並為各個負載元件(MC1350、MC1330等)提供工作電壓。
如上所述，低壓線路被用於有效地發送並接收作為電力線通信(PLC)信號的音頻或視頻信號。對於使用了低壓的PLC，在發送和接收PLC信號的過程中可以減少噪聲。操作者和使用者可以在視覺上和聽覺上判斷是否正常地進行了發送/接收線的對準，從而使得PLC有效地進行。當發現未正常地對準發送/接收線路時，通過線路轉換器的切換操作可以改變線路轉換器的配置，而不用將發送/接收線路對準電路與發送側的輸出口或接收側的輸出口重新連接。由此進行線路對準，從而在發送側和接收側之間實現正常的PLC。此外，利用電力線進行音頻信號發送和接收，而無需安裝額外的音頻傳輸線路以節省安裝其所花費的資金、時間和勞力。由於通過電力線傳輸的音頻信號是未轉換成數位訊號的模擬信號，因此不需要額外的轉換器。從而簡化了系統結構並且降低了成本。
雖然已經參照特定實施方案描述了本發明，但是應該理解這些實施方案僅用於示例性地說明本發明的原理和應用。因此應該理解，在不背離所述權利要求所限定的本發明的精神和範圍的情況下，對於所述示例性的實施方案可以進行許多改變，並且可以做出其他的設計。
權利要求
1.一種對準電路，用於對準室內電力線通信的發送/接收線路，包括三個電極，包括接地電極、高壓電極和低壓電極，並與發送/接收側的室內配線輸出口連接；線路對準指示部分，用於指示所述三個電極與所述輸出口的線路是否正常對準，連接在所述高壓電極和所述接地電極之間；繼電器線圈，連接在所述高壓電極和所述接地電極之間，並與所述線路對準指示部分並聯；繼電器開關，與所述低壓電極和所述接地電極串聯連接，並由所述繼電器線圈導通或斷開；以及輸入/輸出埠，用於接收所述發送側發送的電力線通信信號，或者將所述發送的電力線通信的信號輸出至所述接收側，所述輸入/輸出埠與所述繼電器開關的一端相連接。
2.如權利要求1所述的對準電路，其特徵在於，在所述線路對準指示部分中，電容、電阻以及指示元件串聯連接，並且所述指示元件的一端與所述接地電極相連。
3.如權利要求2所述的對準電路，其特徵在於，所述指示元件是發光二極體或蜂鳴器。
4.如權利要求3所述的對準電路，其特徵在於，當室內額定電壓輸入至所述高壓電極時，所述發光二極體發光，或者所述蜂鳴器發出聲音或給出警報。
5.如權利要求1所述的對準電路，其特徵在於，當所述繼電器線圈的兩端施加有室內額定電壓時，所述繼電器線圈接通所述繼電器開關。
6.如權利要求1所述的對準電路，進一步包括線路轉換電路，其設置在所述電極和所述發送側的或所述接收側的輸出口之間。
7.如權利要求6所述的對準電路，其特徵在於，所述線路轉換電路具有三對接觸點，所述三對接觸點包括一對中心接觸點，和設置在所述中心接觸點兩側的兩對兩側接觸點，並且所述一對中心接觸點連接有開關，以被切換至所述兩對兩側接觸點，並且所述兩對兩側接觸點為交叉聯結。
8.如權利要求7所述的對準電路，其特徵在於，所述一對中心接觸點與所述發送側或所述接收側的輸出口相連接。
9.如權利要求1所述的對準電路，其特徵在於，所述發送側和所述接收側的輸出口以一對一對應的方式與所述電極連接。
10.一種用於發送和接收音頻信號的收發系統，包括音頻信號發送器，用於輸出通過電力線傳輸的音頻信號；第一發送/接收線路對準電路，用於將來自於所述音頻信號發送器的音頻信號傳送至所述電力線；以及音頻信號接收器，用於通過第二發送/接收線路對準電路接收通過所述電力線傳輸的音頻信號，其中所述第一和第二發送/接收線對準電路中的每個包括三個電極，包括接地電極、高壓電極和低壓電極，並與室內線路輸出口相連接；線路對準指示部分，用於指示所述三個電極與所述輸出口的線路是否正常對準，並連接在所述高壓電極和所述接地電極之間；繼電器線圈，連接在所述高壓電極和所述接地電極之間，並且與所述線路對準指示部分並聯連接；繼電器開關，與所述低壓電極和所述接地電極串聯連接，並且由所述繼電器線圈導通或斷開；以及輸入/輸出埠，用於接收由所述發送側發送的電力線通信信號，或者將所述發送的電力線通信的信號輸出至所述接收側，所述輸入/輸出埠與所述繼電器開關的一端相連接。
11.如權利要求10所述的收發系統，其特徵在於，所述音頻信號發送器包括信號輸入單元，用於接收音頻信號並與音頻源相連接；第一振蕩器，用於產生在加載所述音頻信號後通過所述電力線發送所述音頻信號的載波；調製器，用於在將所述音頻信號加載至所述載波後將所述音頻信號作為特定頻率信號輸出；以及RF扼流器，用於防止由所述調製器輸出的所述信號被輸出為頻率高於特定頻率的高頻信號。
12.如權利要求11所述的收發系統，其特徵在於，所述音頻信號接收器包括信號提取器，用於提取通過所述電力線傳輸的所述音頻信號頻率；高頻放大器，用於放大所述被選取的頻率信號；調諧器，用於使用與所述載波相同的頻率對經過所述高頻放大器放大的所述信號進行調諧；第二振蕩器，用於產生與所述載波的頻率相同的頻率；頻率檢測器，用於從所述經過調諧的頻率信號中僅檢出去除了載波的音頻信號；以及低頻放大器，用於在將所述檢測出的音頻信號輸出至揚聲器之前將其放大。
13.如權利要求12所述的收發系統，其特徵在於，所述音頻信號接收器進一步包括電平控制器，所述電平控制器用於控制通過所述揚聲器輸出的所述音頻信號的音量，並包括與所述低頻放大器的輸入部分相連的可調電阻。
14.如權利要求12所述的收發系統，其特徵在於，所述音頻信號接收器的所述高頻放大器的輸入部分連接有調壓器。
15.如權利要求14所述的收發系統，其特徵在於，所述調壓器包括兩個陰極彼此相連的齊納二極體。
16.如權利要求12所述的收發系統，其特徵在於，所述調製器在通過調幅將所述音頻信號加載至所述載波之後，輸出音頻信號。
17.如權利要求12所述的收發系統，其特徵在於，所述音頻信號發送器和所述音頻信號接收器通過所述電力線的低壓線分別發送和接收音頻信號。
全文摘要
一種對準電路，用於對準室內電力線通信(PLC)的發送/接收線，包括三個電極，包括接地電極、高壓電極和低壓電極，並與發送/接收側的室內配線輸出口連接；線路對準指示部分，用於指示所述三個電極與所述輸出口的線路是否正常對準，並連接在所述高壓電極和所述接地電極之間；繼電器線圈，連接在所述高壓電極和所述接地電極之間，並與所述線路對準指示部分並聯連接；繼電器開關，與所述低壓電極和所述接地電極串聯連接，並由所述繼電器線圈導通或斷開；以及輸入/輸出埠(I/O埠)，用於接收所述發送側發送的PLC信號，或者將所述發送的PLC信號輸出至所述接收側，所述I/O埠與所述繼電器開關的一端相連接。
文檔編號H04H1/00GK1783744SQ20051012572
公開日2006年6月7日 申請日期2005年12月1日 優先權日2004年12月1日
發明者李億基 申請人:李億基