專利名稱：電力線傳輸?shù)闹谱鞣椒?br> 技術領域：
本發(fā)明的領域是信息的電力線傳輸(PLT， power line transmission )。 本發(fā)明特別應用于、但不限于家庭中(PLT系統(tǒng)的"室內(nèi)"應用)通過
電氣主接線(electrical mains wiring)以高比特率的多媒體(聲音和/或數(shù)據(jù))
信息的傳輸。
背景技術：
電力線傳輸技術采用電力分配網(wǎng)絡作為通信架構來傳輸數(shù)字信號。它在 低頻電流(典型地在歐洲為50赫茲(Hz)或者在美國為60赫茲(Hz))上 疊加較高頻率的低能量信號。這個高頻信號沿著電力設備的線路(比如家中 的電氣主接線)傳播。當它被相關電力設備的PLT接收器(也已知為調(diào)制解 調(diào)器)所接收時，模擬信號能夠被解碼為比特流，從而能夠在合適的裝置(比 如計算機)上再現(xiàn)其傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。這種調(diào)制解調(diào)器也包括用于處理冗余信息
(糾錯碼)的部件使得信號對噪聲和衰減更健壯。
因此，這種技術可被用來在建筑內(nèi)(辦公樓、學校等)形成計算機網(wǎng)絡。 這被稱為"室內(nèi)"應用。
電力線傳輸能夠以高或低比特率實現(xiàn)。高比特率的電力線傳輸在一般從 1.6兆赫(MHz)延伸到30 MHz的頻率段中使用OFDM (正交頻分復用) 多載波調(diào)制。低頻的電力線傳輸一般使用從3千赫(kHz)到148 kHz的頻 率。
家庭(或者更常用"室內(nèi)")設備的電氣主接線組成了一個對于電力線 傳輸來說非常困難的傳輸介質(zhì)。本專利申請的發(fā)明者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由位于電力 設備的兩個插座(socket outlet)之間的電纜組成的傳輸通道的傳輸函數(shù) (transfer function)以某種不能預測的方式變化。因此，傳輸通道具有作為頻 率的函數(shù)而顯著變化的相位和幅值響應。測量已經(jīng)證明了幅值響應的振蕩在 0到-80分貝(dB)之間。
傳輸通道的傳輸函數(shù)的這些強烈變化具體是由相關電力設備上各種負
4載的準隨機行為所導致的，比如連接到家中電氣主接線的家用電器。作為這 些家用電器的操作狀態(tài)(處于待機模式或者操作中)的函數(shù)，以及甚至在某 個插座上存不存在家用電器的插頭，傳輸通道的響應也隨著時間可變。
作為傳輸通道的傳輸函數(shù)的這些強烈變化的結果，特定頻段隨著時間變 化遭受嚴重衰減，這意味著保證信號以高比特率無錯傳輸是不可能的。
已知很多技術來補償通道傳輸函數(shù)的非理想性(imperfection)造成的傳 輸問題。這些技術大部分是數(shù)字技術，并且通常依靠補償由傳輸通道的非理 想性所造成的損耗。
這些技術中的第 一個技術采用擴頻(spectrum spreading )在比組成它的 一組頻率要寬的頻率段上傳輸信號，并且因此減少了一些傳輸通道衰減的有 害效果。在接收器，原始信號通過相關性而得以恢復。但是，該擴頻技術的 缺點在于，它的效果僅限于以低比特率傳輸，并且因此不能應用于以高比特 率的信號電力線傳輸。
第二個已知技術依靠調(diào)諧濾波器應用均衡性來去除由通道造成的幅值 和相位的失真。但是，該均衡技術的缺點在于其非常復雜。
已4口的還有專矛J文4牛WO 01/69812 "Powerline Communications system,
Device" —種PLT通信裝置包括自適應阻抗，其數(shù)值隨著傳輸條件的改變而 自動適應。通過阻抗轉(zhuǎn)換或者通過將電力線傳輸通道中的衰減偏移到不用于 傳輸數(shù)據(jù)的頻段，這種自適應阻抗減小了電力線傳輸通道中的衰減的有害影 響。
該技術的缺點在于它需要實時估計電力設備的傳輸條件，以適應裝置的 阻抗。這種評估由PLT調(diào)制解調(diào)器中的軟件實施。這種技術是可校正的，而 且不阻止干擾進入電力設備。
這些方法都依賴于PLT調(diào)制解調(diào)器中信號的數(shù)字處理并且它們因此需 要調(diào)制解調(diào)層的軟件介入，這對于已經(jīng)安裝于電力設備中的PLT調(diào)制解調(diào)器 是一個問題，其中可能難以升級軟件。
因此需要一種技術，代替補償由電力設備中的電力線傳輸通道的非理想 性導致的損耗，防止或者至少減少那些非理想性的出現(xiàn)。更精確地，需要一 種技術來防止插座的連接狀態(tài)(裝置操作，裝置待機，沒有裝置)降低組成 家庭電氣主接線的通道的傳輸特性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過提出 一種包括用于接收電信號的部件的裝置滿足了這種需 要，所述電信號包括一個或多個高頻數(shù)據(jù)信號分量和一個或多個低頻供電分 量，所述電信號在包括至少兩條電氣主接線導線的外皮中傳輸。
根據(jù)本發(fā)明，這種裝置包括阻抗匹配部件，其操作于所述高頻信號分量 的頻段中，并且所述阻抗匹配部件由所述導線的一個或多個特性的函數(shù)所確 定。
應注意，所述導線可以被或不被模制成外皮以形成電纜。在本文的其余 部分， 一般提及的電纜包括這兩種可能。
因此本發(fā)明基于一種新的且有創(chuàng)造性的方法來解決構成電氣主接線的
PLT系統(tǒng)的傳輸通道的傳輸函數(shù)的強烈可變性的問題。然而至今所有已知的 技術都是基于補償該傳輸函數(shù)中由于出現(xiàn)與頻率相關的衰減所導致的損耗， 本發(fā)明提出了相反的防止出現(xiàn)這種與頻率相關的衰減。
結果，本發(fā)明建立在解決問題的物理途徑上，通過PLT信號頻段的阻抗 匹配來防止PLT信號的反射。這種阻抗匹配具有電纜(更精確的說是一種構 成電纜(比如火線和中性線或者火線、中性線和地線)的導線)類型的特性， 因此本發(fā)明相同的裝置能夠被用于使用這種類型電纜的任何電力設備中。相 對于現(xiàn)有技術的方法，以及特別是對于文檔WO 01/69812的技術，本發(fā)明的 技術考慮了高頻信號的傳輸特性，而不是考慮了相關電力設備的特性。
特別是，考慮了網(wǎng)絡電纜的"每單位長度"的參數(shù)，比如它們的每單位 長度的電感和每單位長度的電容。
因此，電力設備中的本發(fā)明的裝置防止了連接到設備的插座上具有或不 具有的特定電力裝置(干發(fā)機，調(diào)制解調(diào)器，電燈，計算機等)上、以及它 們的操作狀態(tài)(操作或待機)的傳輸通道的傳輸函數(shù)的干擾。換句話說，本 發(fā)明的裝置保證了 PLT信號傳輸通道的穩(wěn)定性，并且因此防止傳輸誤差并且 提高服務質(zhì)量。
實施本發(fā)明不需要PLT調(diào)制解調(diào)器上的任何軟件干預，并且本發(fā)明能夠 同任何其他數(shù)字和/或軟件信號處理方法一同使用。
在本發(fā)明的一個實施例中，阻抗匹配部件包含一個或多個來自下面的組 的無源元件
6-電阻器； -電感器； -電容器。
因此本發(fā)明的裝置能夠以基于R、 L、 C無源元件的四-極網(wǎng)絡的形式實 現(xiàn)。作為相關設備中使用的電纜特性的函數(shù)來設定和選擇這些元件的數(shù)值。 不需要軟件和/或自動干預來調(diào)整作為在電氣主接線中的電流信號傳輸情況 的函數(shù)的這些數(shù)值。
所述外皮包括稱作地線、火線和中性線的三條導線，所述阻抗匹配部件 有利地包括三種電阻，所述三個電阻器被分別連接
在地線和中性線之間；
在地線和火線之間；
■在火線和中性線之間。
因此，對于傳統(tǒng)的包括地線、火線和中性線的50Hz的電氣主接線設備， 比如，本發(fā)明的阻抗匹配部件采用兀網(wǎng)絡的形式來完善傳輸線的阻抗匹配。
對于包括無地線的設備，相同裝置可被打算與其連接的電阻器的兩端使 用，保持"浮置(floating )"。
根據(jù)一個有益的特征，這種裝置包括至少兩個高通濾波器，其截止頻率 位于低頻(比如供電頻率，例如50Hz或60Hz)和高頻(比如PLT信號的 頻率)之間，以及這些高通濾波器^皮設置在所述阻抗匹配部件的上游側和下 游側。
這些濾波器因而阻斷供電信號的低頻以及這種阻抗匹配部件僅對于 PLT系統(tǒng)使用的頻率產(chǎn)生作用。
這證明了在本發(fā)明的實施例中通過電阻裝置使阻抗匹配產(chǎn)生作用是特 .別重要的。在低頻(比如50Hz)與火線和中性線之間電阻的存在相關的功 耗是一個問題，因為
'散發(fā)的熱量("散熱器"效果)；
電力設備用戶增加的功耗；
-能量的損耗，不再可用于連接導網(wǎng)絡的電力裝置； -由電阻器熔斷導致的本發(fā)明裝置的損壞。
所述阻抗匹配部件的任何一側的這些高通濾波器在本發(fā)明裝置的輸入 端和輸出端阻斷低頻供電信號以防止它通過所述匹配裝置。在本發(fā)明的 一個實施例中，本裝置還包括與所述阻抗匹配部件并聯(lián)連接 的用于傳輸所述低頻信號分量的部件。比如，本發(fā)明的裝置包括用于阻斷高
頻PLT信號以及允許低頻供電電流直接通過裝置的輸出端而不具有阻抗匹
配的低通濾波器。
在本發(fā)明的一個實施例中，這種裝置包括用于連接到提供電力設備入口 的插座的第 一裝置、和用于連接到被適配來插入所述插座的電力裝置的第二 裝置。
因此，本裝置可以采用插座轉(zhuǎn)接器的形式，比如包括作為第一連接部件
的打算插入電插座中的凸(male)插頭(比如以兩個插腳的形式)、以及作 為第二連接部件的打算接收連接到主接線的電力裝置(干發(fā)器，電燈，電視， PLT調(diào)制解調(diào)器等)的凸插腳的凹(female)插座(比如以兩個插孔的形式)。 這同相關電力設備插座的阻抗相匹配以防止當它們到達插座時高頻 PLT數(shù)據(jù)傳輸頻率的信號反射。保持開路或電力裝置插入的插座的阻抗不同 于電主接線的阻抗。因此可以避免PLT信號的反射，以及通過電力裝置被引 入設備的高頻干擾的反射。
本發(fā)明裝置因此包含位于主接線和連接到主接線的電力裝置間的接口 。 本發(fā)明的另一個實施例涉及包括上述裝置的電氣主接線通路插座(比如 插座)。
因此本發(fā)明裝置被直接集成到電力設備通路插座中。因此，它的存在對 設備的使用者來說是透明的。此外，它防止了由插入主接線的電力裝置造成 的干擾進入主接線。可以設想與本發(fā)明的裝置結合的相關設備的分電力插座 的所有或者部。
本發(fā)明的另一個實施例是對先前實施例的適當補充，其涉及包含用于連 接到與上述裝置結合的電氣主接線的部件的裝置。因此本發(fā)明裝置不再設置 于電插座內(nèi)并且不再采用轉(zhuǎn)接器的形式，而是直接與能夠插入主接線的電力 裝置相結合。這可以是家用電器，比如吸塵器或者干發(fā)器，或者通信裝置， 以及特別是PLT調(diào)制解調(diào)器。
本發(fā)明最后涉及電力線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)、用于發(fā)送高頻數(shù)據(jù)信號的裝置、 和用于接收高頻數(shù)據(jù)信號的裝置，所述電力線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)包括帶有插座轉(zhuǎn) 接器以同包含用于連接到主接線的裝置相協(xié)作的電氣主接線。
根據(jù)本發(fā)明，在這樣的系統(tǒng)中，每個電氣主接線通路插座位于發(fā)送裝置
8和含有上述裝置的接收裝置之間。
因此位于電力線傳輸系統(tǒng)的兩個PLT調(diào)制解調(diào)器之間的電力設備的每 個插座配有本發(fā)明裝置。這樣的裝置可以在每個插座中，以轉(zhuǎn)接器的形式或 者集成到插座或者相連的電力裝置中。
在所有位于高比特率信號的發(fā)送器和接收器之間的插座內(nèi)安裝本發(fā)明
的裝置最小化了將干擾引入用于傳輸PLT信號的電氣主接線的風險。當然，
還可以設想給電力設備的所有插座裝配本發(fā)明的裝置，而不僅是那些位于兩 個調(diào)制解調(diào)器之間的那些插座。


通過閱讀以示例性和非限制性的示例給出的本發(fā)明特定實施例的下列 描述，以及從所附的附圖中，本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征會而變得更加清楚，
其中
-圖1示出了用于包含三條導線的電纜的本發(fā)明裝置的舉例；
圖2示出了集成到電力設備通路插座中的圖1所示的裝置；
-圖3示出了墻面插座轉(zhuǎn)接器的形式的圖l所示的裝置；
■圖4示出了支持本發(fā)明的電力線傳輸系統(tǒng)的電力設備的示例；
-圖5是本發(fā)明裝置的功能框架.圖6A和6B圖示了圖5所示裝置的第一實施例；
-圖7示出了在傳輸線理論的概要中包括地面上的一條導線的線路的無 限小元件；
.圖8示出了圖5所示裝置的第二實施例；和 -圖9示出了圖5所示裝置的第三實施例。
具體實施例方式
本發(fā)明的 一般原則基于在電力線傳輸系統(tǒng)中使用物理裝置以使至少一 些網(wǎng)絡終端(比如至少一些插座)來適配家庭電氣主接線的特性阻抗以防止
某些干擾進入主接線。
下面在家用電力線傳輸系統(tǒng)的環(huán)境中描述本發(fā)明的一個特定實施例。
盡管相關的距離較短(至多幾百米)，但是信號衰減是電力線傳輸系統(tǒng)
中反復再現(xiàn)的問題。特別是來自于大量分支連接的干線上，即連接至主路徑
9的次級分支，在開路端或者在傳輸線上不具有阻抗匹配的裝置處結束。 因此傳播通道在具有大量電插座的住宅內(nèi)遭受很高的衰減。 而且，使用家庭電器會在家庭電氣主接線上根據(jù)它們的操作狀態(tài)(開/
關)而增大噪聲等級。比如，對于低功率電燈來說，噪聲等級的改變能達到
30dB。
因此，根據(jù)所連接的設備的類型，連接電力裝置造成了電力線傳輸通道 的傳輸函數(shù)^f艮大的波動以及在特定頻率上的重大的衰減。
本發(fā)明通過提出一種如圖1所示的簡單形式的裝置解決了這個問題，它 防止了干擾進入電氣主接線。
考慮包含外皮IO和三條導線即地線11、火線12和中性線13的電纜。 本發(fā)明的裝置采取了包含三個電阻器的兀型網(wǎng)絡
-連接在火線12和中性線13之間的電阻器RPN;
'連接在地線11和中性線13之間的電阻器RNG;
-連接在火線12和地線11之間的電阻器Ruj。
電阻器RpN 、RNT、RpT的數(shù)值被確定為導線11至13的電力特性的函數(shù)。
它們?yōu)橛呻娎|IO組成的傳輸線提供了阻抗匹配，因此防止高頻PLT信號的 反射。
該裝置能被合并到組成相關設備終端的電插座中，如圖2所示。 這種插座20包括分別連接到圖1中電纜的火線12和中性線13的兩個
孔22和23。這兩個孔用來接收要插入主接線的電力設備的凸插頭的插腳。 插座還包括連接至圖1的地線11的插腳21。該插腳21用來同連接到電
子設備的插頭的凹部分相結合。這能使不需要接地的裝置(比如電燈)保持
"浮置"。
電阻器RPN、 RNT、 RpT被集成到插座20，在孔22和23以及插腳21的 后面。
圖1所示的裝置也能采用插座轉(zhuǎn)接器的形式，如圖3所示。在帶有地板 33的家中，插座3(H皮設置在墻34里。本發(fā)明裝置的這個實施例采取了插座 轉(zhuǎn)接器31的形式，其具有至少兩個被適配來同插座30的兩個孔協(xié)作以將裝 置連接到插座的凸插腳、以及至少兩個被適配來同電子裝置32的連接插腳 協(xié)作以連接到主接線的凹插座。
更精確地說，轉(zhuǎn)接器31的面向插座30的一側包含用于連接到插座30的火線和中性線的兩個凸插腳、以及一個用于連接到插座30的地插腳的凹
插座。在電子裝置32側，轉(zhuǎn)接器包含兩個凹插座和凸插腳。
如果主接線不包含地線，則轉(zhuǎn)接器的相應的連接器會"浮置"。 圖4示出了為電力線傳輸系統(tǒng)提供傳輸介質(zhì)的室內(nèi)電氣主接線。這里認
為圖4所示的主接線的僅部分作為電力線傳輸介質(zhì)，主接線的其它部分沒有
顯示在圖4中。
第一插座40組成了電力線傳輸系統(tǒng)的入口點。發(fā)送高頻信號的PLT調(diào) 制解調(diào)器(在圖4中未示出)連接至該插座40。在系統(tǒng)的另一端，插座45 組成了 PLT系統(tǒng)的出口點，并且其用來連接第二 PLT調(diào)制解調(diào)器(在圖4 中未示出)以接收高頻信號。
在輸入插座40和輸出插座45之間，兩個插座41和43連接到相應的電 子裝置42和44,比如電燈和電視。如上所述，圖4的電氣主接線的傳輸函 數(shù)可能被干擾所影響，取決于這些裝置的操作狀態(tài)。
為了防止干擾進入主接線，圖1類型的裝置連接到插座40、 41、 43和 45中的每一個。比如，這個裝置能夠被釆用插入插座41 (見圖3)的插座轉(zhuǎn) 接器的形式直接集成到插入插座40和45的PLT調(diào)制解調(diào)器，或者被直接集 成到插座43中(見圖2)。
匹配圖4每個連接處的阻抗最優(yōu)化了 PLT系統(tǒng)傳輸通道的傳輸函數(shù)的穩(wěn) 定性。
下面描述了以圖5的功能框架圖的形式示出的圖l裝置的更詳細的實施例。
文中是50 Hz室內(nèi)電氣主接線。
僅使用電阻器RpN、 RNT、 RpT來提供阻抗匹配能夠在50Hz證明問題。
如果電阻器Rpn和RpT不具有相同的阻值，則電流可在中性線和地線之
間流動并且觸發(fā)差動電路斷路器。
更進一步，對于電阻器RpN的阻值為大約140歐姆(Q)級別，在50Hz 時的功耗變得很大(大約345.7瓦(W))。除了導致"散熱體"效果和附加的 功耗之外，電阻自身可能被嚴重損壞，這種類型的電阻一般被設計為經(jīng)受最 大能量為大約1W。此外，該損耗的能量不再可用于將要連接到網(wǎng)絡的電子 裝置。
因此圖5裝置的一個改進的實施例被設計為僅以PLT系統(tǒng)中使用的頻率進4亍阻抗匹配。
最后，采用在安裝在墻上的或者安裝在地板上的電插座50和用來插入 插座51的電力裝置之間的接口 52的形式。該插座51是使用者可以看見的 電插座，用來連接50 Hz干線供電的裝置或需要在50Hz接收供電以及在實 質(zhì)上從1.6 MHz到30 MHz (簡單地說，這個實施例被限制于高比特率的電 力線傳輸，盡管本發(fā)明同樣適用于低比特率的電力線傳輸)頻率段接收高頻 信號的PLT通信裝置。插座51是本發(fā)明裝置的一部分。
接口 52包括
.阻抗匹配部件53,其#:作于高頻信號的頻率^1,比如lMHz以上； -部件54，使50 Hz能夠直接通過裝置而不用阻抗匹配。 因此需要接收50Hz的供電分量的電子裝置(比如家用電器)不受阻抗 匹配部件53存在的影響。需要接收50 Hz供電分量和高頻PLT信號的PLT 通信裝置受益于阻抗匹配部件53存在的優(yōu)點。
圖6A和6B示出了部件53和54的一個實踐實施例。 考慮分別對應于火線、中性線和地線的三條導線P、 N和T。阻抗匹配 部件53包括6個電容器C和三個電阻器RPN 、 RNT、 Rpt。例如RPN= 140 Q, RPT= 120 Q, RNT= 120 Q。
當確定這些電阻器RpN、 RNG、 Rui的數(shù)值時，考慮設備電纜的"每單位 長度"參數(shù)。針對這里所示實施例指定的參數(shù)是在3G2.5型電纜上測量的。 編碼3G2.5表示由每才艮電線具有2.5平方毫米(mm2)截面的的三根電線組 成的電纜。字母G表示電纜也含有保護導線， 一般為綠色/黃色。這種指定 是由CENELEC、電子技術標準歐洲委員會標準化的。更為精確地說，這里 所描述的實施例中考慮的電纜是H07RN-F3G2.5電纜，它在工業(yè)中用于連接 設備。
下面以矩陣形式給出電纜的每單位長度的電感值L(微亨每米(jiH/m)
和每單位長度的電容值C (皮法每米(pF/m)):
<formula>formula see original document page 12</formula>注意，因為所考慮的介質(zhì)由三條導線(火線、中性線和地線)構成，因
此上面的矩陣[L]和[C]是3x3矩陣。對角線上的元素對應于導線的自感和自
身電容，以及對角線之外的項對應于導線之間的互感和相互電容。因此很清 楚的是，這些矩陣是對稱的。
每單位長度的參數(shù)，通常稱為RLCG參數(shù)，表現(xiàn)傳播介質(zhì)的電氣特征如
下
參數(shù)R歐姆每米(Q/m)代表導線散熱造成的損耗； 參數(shù)L亨每米(H/m)代表導線之間的磁通量； 參數(shù)C法每米(F/m)代表電介質(zhì)和導線之間的電容；以及 參數(shù)G西門子每米(S/m)代表電介質(zhì)損耗。
參數(shù)L和C可以通過專用的測量光具座來測量。損耗R通過在傳輸期 間測量信號經(jīng)歷的衰減來測量。參數(shù)G僅以固定的損耗操作。
作為一個總的原則，損耗由頻率所決定。然后，必須測量四個參數(shù)來表 現(xiàn)損耗R:
這里考慮采用3G2.5電纜，這些量具有下面的數(shù)值
c".77.70"7
如果每單位長度的參數(shù)L、 C和損耗R(f)已知，則被討論的傳播介質(zhì)就 完全^皮表示。
這些值對于一種類型的電纜來說是特定的，并且必須符合生產(chǎn)者的模板 標準。因此認為它們可為通常整個3G2.5電纜的范圍。
然后，使用傳輸線路理論通過以下連續(xù)步驟對數(shù)據(jù)進行數(shù)字處理 .根據(jù)矩陣[L]和[C]，計算電纜的特征阻抗矩陣[Zc]:
'350.3 307.9 309.3、 [Zc]= 307.9 352.7 309.6 、309.3 309.6 355.1,
.通過逆矩陣，針對參考面上的具有三條導線(因為這是3x3矩陣)的 線確定;t網(wǎng)絡的等效分量Zl =906.3 Q Z2 = 963.5 Q Z3 = 105.3 Q Z12=
Z13 = 135 Q Z23 = 140.4 Q
'這里，因為地導線是參考，因此可以簡化網(wǎng)絡；得到下述數(shù)值RpN-140.4 Q, RNT=119.6 Q, RPT=122.6 Q，并且所述數(shù)值被簡化如下RPN=140仏 RNT=120Q, RPT=120Q。
參考圖7，根據(jù)傳輸線路理論，長度dx的無限小線部分通過四-極 (four-pole)網(wǎng)絡來表示，所述四-極網(wǎng)絡由每單位長度電阻R、每單位長度 電感L、每單位長度電導率G和每單位長度電容C構成。
所述四個分量、即被稱為原始參數(shù)或者RLCG參數(shù)， 一般決定于頻率但
是與同類線路的位置無關。這種四-極網(wǎng)絡有輸入電壓Vi(f)和輸出電壓Vo(f)。 在圖6A和6B中，電容器C和電阻器R的組合構成了帶有截止頻率 /■ =_1一的高通濾波器。電容(的數(shù)值決定了所述濾波器的截止頻率。例如，
給定選擇的電阻數(shù)值，對于O10納法(nF)，截止頻率大約為100 kHz,對 于C-100nF，截止頻率大約為10kHz。
電阻器上游側的電容器(圖6A中在電阻器的左邊)同電阻器形成了第 一高通濾波器，用以通過電氣主接線在到達插座50的電信號中選擇高頻分 量供給阻抗匹配部件53。
電阻器下游側的電容器(圖6A中在電阻器的右側)同電阻器形成了第 二高通濾波器，用以防止來自連接到插座51的電力裝置的50 Hz分量出現(xiàn) 在阻抗匹配部件53中。
注意，選擇使用的分量也必須考慮它們的絕緣電壓。因此在本發(fā)明的上
下文中，400伏(V)的絕緣電壓對于電容器C是合適的。電容器的電介質(zhì)
不能承受無限大的電壓。最大絕緣電壓是所選擇的絕緣和電介質(zhì)厚度的函
數(shù)。大于上述電壓，電介質(zhì)可能被擊穿并且電容器被擊穿。
方框54是低通濾波器，其允許50 Hz分量穿過本發(fā)明裝置而不經(jīng)過阻 抗匹配。圖6B以電阻器R和電容器C的形式示出了這種低通濾波器的一個
實施例，其截止頻率具有數(shù)值/ =_^。必須確定R和C的適當?shù)臄?shù)值，
14以有效選擇50 Hz分量并且不會產(chǎn)生額外的功率消耗。
為了減少這種低通濾波器的功率消耗，所述濾波器必須具有低電阻。在
本發(fā)明的一個特定實施例中，甚至可設想僅采用電容器C。
然后電容器的數(shù)值由截止頻率的數(shù)值來決定。對于fe=100kHz,獲得1.6 微法(^F)的電容。更進一步，頻率fe越低，電容越高，并且元件越大。比 如， 一個400 V、 1 的電容器具有1厘米(cm)的直徑和3 cm到4 cm的 長度。
圖8和9示出了本發(fā)明的器件的兩個其它實施例。
在圖8中，三個電容器C連接到火線P、中性線N和地線T以防止50 Hz 信號分量到達由電阻器RPN、 RNT、 RpT構成的兀網(wǎng)絡。這些電容器在PLT信 號的高頻時作為閉合電路并且在50Hz供電分量的低頻時作為開路電路。因 此50Hz供電分量直接通過裝置的輸出端，此處高頻PLT信號分量流過電容 器C且通過電阻器R^、 RNT、 RpT的網(wǎng)絡經(jīng)受阻抗匹配。
圖9實施例構成了一個幾乎等效的解決方案，其中阻抗匹配由兀網(wǎng)絡來 實現(xiàn)，其三個分支中的每一個由串聯(lián)的電阻器和電容器組成。
選擇電容數(shù)值C40nF,以及當Rpn-140Q, RPT=120Q， RNT=120Q時， 系統(tǒng)4亍為如下
.在低頻，10 nF電容器阻斷AC;因此50 Hz分量經(jīng)由導線P、 N和T 而不通過阻抗匹配網(wǎng)絡直接通過裝置；
.在1MHz,阻抗形式的電容器的貢獻定為1兆歐(mQ)等級，其證明 同電阻器R^、 RNG、 Ruj的120或140Q相比是可以忽略的；
-在10 MHz,這個貢獻大約為10 mQ;
.在100 MHz,這個貢獻大約為100 mQ。
因而，在圖9實施例中，在沒有電容器C的阻抗的影響下，阻抗匹配由 在PLT信號的高頻決定。
本發(fā)明適用于高或低比特率的任何PLT系統(tǒng)。但是，注意，服務質(zhì)量問 題證明了在高比特率傳輸系統(tǒng)中更重要。
因此，如果使用PLT系統(tǒng)傳輸圖像或者視頻，則本發(fā)明避免了由傳輸通 道的非理想性(比如當插入裝置或者將插入電力設備的一個插座中的裝置轉(zhuǎn) 換為待機)造成的圖象靜止和像素由傳輸通道的問題。本發(fā)明還增大了 PLT 系統(tǒng)中的保證的最小比特率。
權利要求
1. 一種包含用于接收含有高頻數(shù)據(jù)信號分量和低頻供電分量的電信號的部件的裝置，所述電信號在含有至少兩條電氣主接線導線(11-13)的外皮(10)中傳輸，其特征在于，所述裝置包括阻抗匹配部件(53)，其操作于所述高頻信號分量的頻段中，所述阻抗匹配部件(53)由所述導線(11-13)的一個或多個特征的函數(shù)確定，以及特征在于，所述裝置包括至少兩個高通濾波器，所述至少兩個高通濾波器分別設置在所述匹配部件的上游側和下游側并且具有實質(zhì)上位于所述低頻和所述高頻之間的截止頻率。
2. 根據(jù)權利要求1的裝置，其特征在于，所述阻抗匹配部件(53)包 括一個或多個來自下面組的無源元件 電阻器(RLN , RNG， RLG);-電感器； 電容器(C)。
3. 根據(jù)權利要求1的裝置，其特征在于，所述外皮包括被稱作地線(11; G)、火線(12; L)和中性線(13; N)的三條導線，所述阻抗匹配部件(53) 包括三個電阻器(RLN , RNG， Rm),所述三個電阻器被分別連接 在地線和中性線之間； 在地線和火線之間； .在火線和中性線之間。
4. 根據(jù)權利要求1的裝置，其特征在于，所述裝置還包括與所述阻抗 匹配部件(53)并聯(lián)連接的、用于傳輸所述低頻信號分量的部件(54)。
5. 根據(jù)權利要求1的裝置，其特征在于，所述裝置包括用于連接到插 座(30)的第一部件和用于連接到被適配為插入所述插座的電子裝置(32) 的第二部件。
6. —種電氣主接線通路插座(20),其特征在于，其包括根據(jù)權利要求 1到5中的任意一項的裝置。
7. 包含用于連接到電氣主接線的部件的設備，其特征在于，其包含根 據(jù)權利要求1到5中的任意一項的裝置。
8. —種電力線數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)，包括電氣主接線、高頻數(shù)據(jù)信號發(fā)送器 和高頻數(shù)據(jù)信號接收器，所述電氣主接線具有被適配來與具有用于連接到所 述網(wǎng)絡的部件的設備協(xié)作的通路插座；其特征在于，位于所述發(fā)送器和所述接收器之間的每個電氣主接線通 路插座包括根據(jù)權利要求1到5中的任意一項的裝置。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種包含用于接收含有高頻數(shù)據(jù)信號分量和低頻供電分量的電信號的部件的裝置。該電信號在電力設備的電纜中傳輸。根據(jù)本發(fā)明，這種裝置包括阻抗匹配部件(R_LN，R_NG，R_LG)，其操作于高頻信號分量的頻段中，并且所述阻抗匹配部件由所述電纜的一個或多個特性的函數(shù)確定。這種裝置能夠被集成到插座(20)或者電力裝置或者采用插座轉(zhuǎn)接器的形式。
文檔編號H04B3/54GK101471699SQ20081019080
公開日2009年7月1日 申請日期2008年10月16日 優(yōu)先權日2007年10月16日
發(fā)明者克里斯托夫·羅布洛特, 桑德林·羅布洛特, 阿梅德·齊達姆 申請人:法國電信公司