雙電線通信線路的電源的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種雙電線通信線路的電源，該雙電線通信線路用于在電子設(shè)備間傳輸信號，以及用于在電子設(shè)備間傳輸信號并且為電子設(shè)備供電。由于對通信線路電線上的噪聲信號進(jìn)行了補(bǔ)償，該設(shè)備使得能夠通過增加抗噪性能來增加通信的距離和可靠性。對噪聲信號的補(bǔ)償是這樣實(shí)現(xiàn)的，包括雙電極主電源的電源還包括次電源，次電源的電極連接至通信線路電線，以及通過具有相同值的電阻器連接至主電源的同名電極。
【專利說明】雙電線通信線路的電源
[0001]本發(fā)明涉及雙電線通信線路的電源的設(shè)計(jì)，該雙電線通信線路用于在電子設(shè)備間傳輸信號，以及用于在電子設(shè)備間傳輸信號并且為電子設(shè)備供電。
[0002]已知的是，電子設(shè)備間的通信線路的電源被用于從發(fā)射器傳輸信號至接收器，該電源被結(jié)合于發(fā)射器。當(dāng)應(yīng)用于通信線路的三電線或雙電線版本時，通信線路的電源可分別使用三極或雙電極版本。該設(shè)備應(yīng)用于RS-485接口是已知的(“IBM PC hardware”，Encyclopedia.S-Pb, “piter” 出版社，2001,第 351 頁)。
[0003]已知的RS-485通信線路的電源的缺點(diǎn)存在于以下事實(shí)，從通信線路為電子設(shè)備供電是不可能的。這將要求把通信線路電源結(jié)合到每個電子設(shè)備的設(shè)計(jì)中去，并且將使裝備更昂貴。另外，當(dāng)長距離通信時，為設(shè)備分散供電導(dǎo)致它們的公共總線的電勢不匹配，這可能導(dǎo)致電擊穿和設(shè)備故障。為了防止擊穿，設(shè)備與通信線路電流解耦合，這使得裝備更加
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[0004]在技術(shù)實(shí)質(zhì)和取得的成果方面最接近的是通信線路MicroLAN(www.maxim-1c.com，硅序列號DS2401)的電源。已知電源的一個電極連接到公共總線和雙電線通信線路的一條線路，同時另一個電極通過限流電阻器連接到該雙電線通信線路的第二條線路。
[0005]通信線路MicroLAN的電源使得有可能從通信線路為大量的設(shè)備供電，這降低了裝備的成本。
[0006]已知的通信線路MicroLAN的電源的缺點(diǎn)是它在信號傳輸過程中抗噪性能差。這由線路電線上的電流的不同情況決定，電流與在通信線路的電線之一上的限流電阻器的可用性有關(guān)，在電磁場的作用下促使噪聲電壓升高。
[0007]盡管噪聲以同樣的方式對兩條通信線路產(chǎn)生影響，但是影響的結(jié)果卻不同，因?yàn)樵谶B接至公共總線的通信線路電線上和通過限流電阻器連接的第二條電線上的噪聲傳播的情況是不同的。由在連接至公共總線的電線上的噪聲產(chǎn)生的電流的值僅由電線的阻抗決定。在通信線路的第二條電線上，噪聲電流顯著低，因?yàn)檫@由電線和限流電阻器的阻抗之和決定的。結(jié)果，盡管噪聲對于通信線路電線的影響是相同的，在通信線路電線上的噪聲電壓降是不同的，通信線路電線間的電勢差升高，阻止了期望信號的適當(dāng)傳輸。
[0008]術(shù)語“公共總線”被理解為一個假定的點(diǎn)，一般以電線的形式在物理上實(shí)現(xiàn)，相對于該點(diǎn)測量電子設(shè)備的所有其它部分及組件的電勢的值。
[0009]降低噪聲影響的傳統(tǒng)方法是在接收機(jī)中安裝頻率濾波器以阻止其頻率與期望信號的不同的噪聲信號到達(dá)接收機(jī)。但是，這使得信號接收機(jī)的設(shè)計(jì)更加昂貴；并且，此方法對于與期望信號的頻率接近的頻率不起作用。完全阻止噪聲到達(dá)通信線路將更有效，而不是抑制已經(jīng)滲透進(jìn)通信線路的噪聲信號。
[0010]在本申請中，通過在電信號在通信線路上傳輸?shù)倪^程中提高抗噪性能來解決問題；同時，設(shè)計(jì)變得更簡單，以及連接至通信線路的電子設(shè)備一接收機(jī)和發(fā)射機(jī)一由于通信線路電源的設(shè)計(jì)的改進(jìn)而變得更便宜，這保證了在通信線路的兩條電線上都對噪聲信號進(jìn)行自動補(bǔ)償。通過開發(fā)一個這樣的電源設(shè)計(jì)來解決問題，該設(shè)計(jì)不會允許噪聲信號這樣滲透進(jìn)通信線路電線，從而確保了對所有連接至通信線路的電子設(shè)備的保護(hù)，也降低了它們的成本。
[0011 ] 本發(fā)明的具體目的在電源的多個實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。
[0012]在電源的一個實(shí)施例中，具體目的是這樣解決的，一種在雙電線通信線路的電源中，該雙電線通信線路用于在電子設(shè)備間傳輸信號，以及用于在電子設(shè)備間傳輸信號并且為電子設(shè)備供電，該電源包括一個雙電極主電源，上面的電源還包括一個雙電極次電源，該雙電極次電源的電極連接至通信線路的電線，并通過具有相同值的電阻器連接至主電源的同名電極。
[0013]優(yōu)選地，雙電極主電源的電壓超過次電源的電壓至少0.1V的值，其中穩(wěn)頻管被作為雙電極次電源結(jié)合。
[0014]在電源的另一個實(shí)施例中，具體目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，雙電線通信線路的前述電源包括連接至通信線路電線的兩個電極和公共總線，其中前述電源的電極通過具有相同值的電阻器連接至公共總線。
[0015]本發(fā)明的本質(zhì)在包括下面附圖的圖形材料中被闡明。
[0016]圖1是電源的優(yōu)選實(shí)施例的電子示意圖，其中雙電極次電源的電極連接至通信線路電線，以及通過具有相同值的電阻器連接至主電源的同名電極。
[0017]圖2是電源的優(yōu)選實(shí)施例的電子示意圖，其中穩(wěn)頻管被作為雙電極次電源結(jié)合。
[0018]圖3是電源的優(yōu)選實(shí)施例的電子示意圖，其中電源的電極通過具有相同值的電阻器連接至公共總線。
[0019]對于本發(fā)明的本質(zhì)的公開，附圖中使用以下約定的標(biāo)記:1——電源；2——主電源；3、4—具有相同值的電阻器；5—次電源；6—雙電線通信線路；7、...N—接收機(jī)；8、...M-發(fā)射機(jī)；9-公共總線。
[0020]雙電線通信線路的電源的實(shí)施例的本質(zhì)在于以下。
[0021]在要求保護(hù)的雙電線通信線路的電源中，電信號在通信線路的兩條電線中傳輸?shù)臈l件是相同的，因?yàn)閷τ谕ㄐ啪€路的每條電線，由于具有相同值的電阻器的可用性，噪聲影響點(diǎn)和相應(yīng)的主電源電極之間的阻抗是相同的。因此，同相噪聲信號的電壓在整個通信線路上被補(bǔ)償，線路中的電壓不包含噪聲信號并且不會使發(fā)射機(jī)信號惡化。這里，線路中的噪聲信號的水平數(shù)千倍地降低了。要求保護(hù)的電源即使在使用原型電源，噪聲電壓遠(yuǎn)高于期望信號的條件下，使得通信得以進(jìn)行。
[0022]設(shè)備的基本思想在于阻止噪聲信號滲透進(jìn)通信線路電線中，而不是傳統(tǒng)的對感應(yīng)至通信線路電線中的同相噪聲信號進(jìn)行抑制(通常以結(jié)合在信號接收機(jī)中的頻率濾波器的方式實(shí)現(xiàn))。同時，在使用傳統(tǒng)的噪聲抑制方法的情況下，連接至通信線路的每個設(shè)備自我保護(hù)，而在要求保護(hù)的本發(fā)明中，盡管噪聲保護(hù)在電源中建立，這保護(hù)了連接至通信線路的所有其它設(shè)備，例如接收機(jī)、發(fā)射機(jī)。
[0023]要求保護(hù)的雙電線通信線路的電源的本質(zhì)，確保在長距離信號傳輸?shù)倪^程中對噪聲信號進(jìn)行補(bǔ)償，發(fā)射機(jī)和接收機(jī)從通信線路進(jìn)行供電，通過其實(shí)現(xiàn)的非限制性的實(shí)施例來闡述。
[0024]示例 I
[0025]在電源I中，通過阻抗均為IkOhm的相同的電阻器3和4連接至以具有12V電壓的蓄電池的形式的雙電極主電源2的電極的是以具有6V電壓的蓄電池的形式的雙電極次電源5的同名電極，以及以所謂的“雙絞線”的形式實(shí)現(xiàn)的通信線路6的電線(參見圖1)。連接至通信線路6的電線的是電子設(shè)備:接收機(jī)7...N和發(fā)射機(jī)8...M，其從通信線路6供電，并且彼此間進(jìn)行信號通信。如果需要，主電源2的負(fù)電極可連接至設(shè)備的公共總線9。
[0026]發(fā)射機(jī)8...M是具有以與通信線路6并聯(lián)的微處理器控制的鍵的形式的輸出級聯(lián)的微處理器。
[0027]通信線路6的通常狀態(tài)相應(yīng)于邏輯I的傳輸；同時，通信線路中的電壓具有最大值，接近次電源——6V。邏輯O由發(fā)射機(jī)8...M通過利用一個鍵(未示出)閉合通信線路的方式來形成。
[0028]通信線路6的電線被放置于產(chǎn)生噪聲的電磁場中；可選地，同相噪聲電壓被從一個產(chǎn)生器供給通信線路6的兩條電線。通信線路6的電線間的噪聲電壓在不同部分被測量。
[0029]為了仿真在原型中的噪聲傳播的情況(為了對比的目的)，電阻器4被閉合。通信線路6的電線間的噪聲電壓在不同部分被測量。
[0030]在要求保護(hù)的設(shè)備中，作為補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果，噪聲電壓比原型中的噪聲電壓低數(shù)千倍。
[0031]在示例I中，主電源2的電壓可以高于、等于或低于次電源5的電壓。同時，設(shè)備的參數(shù)以及噪聲電壓測量的結(jié)果保持不變。
[0032]示例 2
[0033]在電源I中，通過阻抗均為100hm的相同的電阻器3和4連接至以具有12V電壓的蓄電池的形式的雙電極主電源2的電極的是以具有5.6V電壓的穩(wěn)頻管的形式的次電源5的輸出，以及以所謂的“雙絞線”的形式實(shí)現(xiàn)的通信線路6的電線(參見圖2)。連接至通信線路6的電線的是電子設(shè)備:接收機(jī)7...N和發(fā)射機(jī)8...M，其從通信線路6供電，并且彼此間進(jìn)行信號通信。如果需要，主電源的負(fù)電極可連接至設(shè)備的公共總線9。
[0034]對于穩(wěn)頻管的正常操作，以及對于接收機(jī)7...N和發(fā)射機(jī)8...M的電源的提供，主電源2的電壓超出穩(wěn)頻管5的工作電壓3.4V，達(dá)到9V。
[0035]邏輯O由發(fā)射機(jī)8...M通過利用一個鍵(未示出)閉合通信線路6的方式來形成。
[0036]通信線路6的電線被放置于產(chǎn)生噪聲的電磁場中；可選地，同相噪聲電壓被從一個產(chǎn)生器供給通信線路6的兩條電線。通信線路6的電線間的噪聲電壓在不同部分被測量。
[0037]為了仿真在原型中的噪聲傳播的情況(為了對比的目的)，電阻器4被閉合。通信線路6的電線間的噪聲電壓在不同部分被測量。
[0038]在要求保護(hù)的設(shè)備中，作為補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果，噪聲電壓比原型中的噪聲電壓低數(shù)千倍。
[0039]示例 3
[0040]在電源I中，連接至以具有6V電壓的蓄電池的形式的雙電極電源5的電極的是以所謂的“雙絞線”的形式實(shí)現(xiàn)的通信線路6的電線和具有IkOhm阻抗的相同的電阻器3和4，電阻器3和4的第二輸出在彼此間是閉合的，并連接至設(shè)備的公共總線9 (參見圖3)。連接至線路的電線的是電子設(shè)備:接收機(jī)7...N和發(fā)射機(jī)8...M，其從通信線路6供電，并且彼此間進(jìn)行信號通信。
[0041]通信線路6的電線被放置于產(chǎn)生噪聲的電磁場中；可選地，同相噪聲電壓被從一個產(chǎn)生器供給通信線路6的兩條電線。通信線路6的電線間的噪聲電壓在不同部分被測量。
[0042]為了仿真在原型中的噪聲傳播的情況(為了對比的目的)，電阻器4被閉合。通信線路6的電線間的噪聲電壓在不同部分被測量。[0043]在要求保護(hù)的設(shè)備中，作為補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果，噪聲電壓比原型中的噪聲電壓低數(shù)千倍。
[0044]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)取決于以下事實(shí)，作為對通信線路電線中的噪聲電壓的補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果，噪聲水平降低了數(shù)千倍。這使得能夠通過提高抗噪性能來增加連接至通信線路的發(fā)射機(jī)和接收機(jī)之間的通信的距離和可靠性。
[0045]由于不需要在每個接收機(jī)和發(fā)射機(jī)中安裝電源、或安裝頻率濾波器的事實(shí)，實(shí)現(xiàn)了使設(shè)計(jì)更簡單、更便宜。電源的設(shè)計(jì)阻止了噪聲信號滲透進(jìn)通信線路的電線中，從而確保了對于所有連接至通信線路的電子設(shè)備的保護(hù)，也降低了它們的成本。
【權(quán)利要求】
1.一種雙電線通信線路的電源，該雙電線通信線路用于在電子設(shè)備間傳輸信號，以及用于在電子設(shè)備間傳輸信號并且為電子設(shè)備供電，該電源包括雙電極主電源，其特征在于，前述的電源還包括雙電極次電源，該雙電極次電源的電極連接至通信線路電線，并通過具有相同值的電阻器連接至主電源的同名電極。
2.根據(jù)權(quán)利要求所述I的設(shè)備，其特征在于，主電源具有超過雙電極次電源的電壓至少0.1V的值的電壓，其中穩(wěn)頻管被作為雙電極次電源結(jié)合。
3.—種雙電線通信線路的電源，該雙電線通信線路用于在電子設(shè)備間傳輸信號，以及用于在電子設(shè)備間傳輸信號并且為電子設(shè)備供電，該電源包括連接至通信線路電線的兩個電極以及公共總線，其特征在于，前述電源的電極通過具有相同值的電阻器被連接至公共總線。
【文檔編號】H04B3/50GK104040904SQ201180075611
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2011年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月24日
【發(fā)明者】瓦列里·瓦西里耶維奇·奧夫奇尼科夫 申請人:瓦列里·瓦西里耶維奇·奧夫奇尼科夫