適于在網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)和電力的電氣系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及電氣系統(tǒng)，該電氣系統(tǒng)使外圍設(shè)備能夠與其它AC和功率收發(fā)器進(jìn)行專用通信，AC和功率收發(fā)器從電氣系統(tǒng)接收電力和信號(hào)或?qū)㈦娏托盘?hào)提供給電氣系統(tǒng)。本發(fā)明是電氣系統(tǒng)，該電氣系統(tǒng)包括由電路(100，200)連接的網(wǎng)絡(luò)信道(1000，2000)。插入到網(wǎng)絡(luò)信道中的外圍設(shè)備彼此進(jìn)行通信。連接到電路的AC和功率收發(fā)器通過網(wǎng)絡(luò)信道彼此通信并進(jìn)行配電。
【專利說明】適于在網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)和電力的電氣系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及電氣系統(tǒng)，并且更具體地但不排他地涉及適于在網(wǎng)絡(luò)上的裝置之間傳遞數(shù)據(jù)和電力的電氣系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)代電氣和電子設(shè)備的結(jié)果是，現(xiàn)代家庭和辦公室的布線經(jīng)常包括用于連接這些設(shè)備的有線網(wǎng)絡(luò)。不幸的是，這些內(nèi)置的有線網(wǎng)絡(luò)受限于到這些外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸和從這些外圍設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸。已做出一些嘗試，以允許通過相同的電纜提供適量的單向DC電源。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)
[0004]通過在網(wǎng)絡(luò)中使用原始線來升級(jí)有線網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)取得增量進(jìn)展。
[0005]由國際專利申請(qǐng)WO 2012/032293來展示這種增量進(jìn)展中的一個(gè)例子，其中國際專利申請(qǐng)WO 2012/032293展示了組合的電和光信號(hào)和電力傳輸系統(tǒng)。
[0006]由美國5，148，144 (Sutterlin等人)展示了這種增量進(jìn)展的另一個(gè)例子。它展示了為兩個(gè)外圍設(shè)備之間的AC通信提供的現(xiàn)有信道。
[0007]它也展示了信道如何可以被升級(jí)以傳輸DC電源。信道包含連接到變壓器的平行導(dǎo)線。呈電池形式的DC電源提供電力。它被示出連接到在次級(jí)線圈中的一個(gè)次級(jí)線圈上的中心抽頭。DC電力使用者被以DC/DC轉(zhuǎn)換器的形式示出。它從另一個(gè)初級(jí)線圈的中心抽頭汲取電力。這種方式傳輸DC功率是有用的，但不表示通過現(xiàn)有的信道傳輸附加的AC信號(hào)或電力。
[0008]美國2011/0055598討論了 “通過以太網(wǎng)供電(POE) ”標(biāo)準(zhǔn)。這是用于通過現(xiàn)有的有線網(wǎng)絡(luò)傳輸電力的另一種方法。它利用復(fù)雜的“Ρ0Ε”芯片和這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)要求的芯片組，并且可認(rèn)為是有源系統(tǒng)。德州儀器公司的技術(shù)文檔SLVS885D顯示了 “Ρ0Ε”是有用的；然而，可編程的POE芯片明顯增加了復(fù)雜程度。
[0009]POE芯片需要電力來操作，這降低了網(wǎng)絡(luò)的功率效率。POE芯片組使用不同的電阻值以呈現(xiàn)響應(yīng)于施加電壓的電流。該電阻測(cè)量協(xié)議允許傳輸芯片來識(shí)別連接到電纜的另一端的單元的電力需求。它也只是單向電力傳輸介質(zhì)。它也只受限于標(biāo)定48伏系統(tǒng)。POE系統(tǒng)的另一個(gè)主要缺點(diǎn)是，現(xiàn)有的8路5類8P8C連接器的暴露的管腳承載現(xiàn)有的100BASE-T和P0E48伏電力兩者。不幸的是，暴露的管腳會(huì)不經(jīng)意地短路，或8路5類8P8C連接器會(huì)不經(jīng)意地連接到不能應(yīng)付P0E48伏電力的外圍設(shè)備。為了防止暴露的管腳上的電力可導(dǎo)致的不經(jīng)意損害或損壞，POE系統(tǒng)采用精密的電路。
[0010]鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)，需要一種簡(jiǎn)單的和無源裝置來升級(jí)提供用于兩個(gè)外圍設(shè)備之間的AC通信提的信道，使得當(dāng)允許多個(gè)電子設(shè)備和電氣設(shè)備的同時(shí)連接時(shí)，在任一方向上有效地分布大量電力現(xiàn)在成為可能。
[0011]本發(fā)明如在權(quán)利要求中進(jìn)行了限定，權(quán)利要求由下文的說明進(jìn)行闡明。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，用于在連接到該系統(tǒng)的電氣設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)或電力的電氣系統(tǒng)，包括:第一變壓器和第二變壓器，第一變壓器和第二變壓器具有通過第一信道連接的各自的次級(jí)線圈；第三變壓器和第四變壓器，第三變壓器和第四變壓器具有通過第二信道連接的各自的次級(jí)線圈，每個(gè)變壓器具有包括端子的各自的初級(jí)線圈，端子用于與連接到系統(tǒng)的電氣設(shè)備連接并接收來自設(shè)備的數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到設(shè)備；第一變壓器次級(jí)線圈上的中心抽頭通過第一電氣電路連接到第三變壓器次級(jí)線圈上的中心抽頭；并且第二變壓器次級(jí)線圈上的中心抽頭通過第二電氣電路連接到第四變壓器次級(jí)線圈上的中心抽頭，其中，第一電氣電路和第二電氣電路中的每一個(gè)都包括至少一個(gè)饋電器，饋電器用于通過變壓器次級(jí)線圈的中心抽頭將來自數(shù)據(jù)或電力源的數(shù)據(jù)或電力傳輸?shù)较到y(tǒng)中或接收來自系統(tǒng)的數(shù)據(jù)或電力。
[0013]變壓器可配置為通過電氣設(shè)備的發(fā)送或接收變壓器從連接到系統(tǒng)的電氣設(shè)備接收數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)發(fā)送到連接到系統(tǒng)的電氣設(shè)備。
[0014]第一電氣電路和第二電氣電路中的每一個(gè)可包括隨所述至少一個(gè)饋電器設(shè)置的電感器或電容器，以允許通過第一變壓器到第四變壓器的中心抽頭將電力或數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中或從系統(tǒng)傳輸電力或數(shù)據(jù)。
[0015]可存在隨所述至少一個(gè)饋電器設(shè)置的電感器或電容器，以允許通過第一變壓器到第四變壓器的中心抽頭將電力或數(shù)據(jù)傳輸?shù)较到y(tǒng)中或從系統(tǒng)傳輸電力或數(shù)據(jù)。
[0016]電感器和電容器可串聯(lián)設(shè)置，并且系統(tǒng)包括與電感器和電容器連接的、用于通過中心抽頭傳輸數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)的第一饋電器和第二饋電器，以及與第二饋電器、電感器和電容器連接的用于通過中心抽頭傳輸電力的第三饋電器。
[0017]可使用第一饋電器用于諸如恒溫器、定時(shí)器、緊急按鈕、照明控制、門鈴、進(jìn)門系統(tǒng)等的功能項(xiàng)目的低頻單向或雙向的數(shù)據(jù)通信，或者用于諸如嬰兒監(jiān)視器、對(duì)講機(jī)和內(nèi)部私人電話系統(tǒng)的功能項(xiàng)目的單向或雙向直接音頻傳輸。
[0018]可使用第二饋電器以從系統(tǒng)輸入或輸出電力，并因此經(jīng)由48伏到5伏降頻器將電力提供到例如舊8出口，以提供電力來操作插入到例如計(jì)算機(jī)、打印機(jī)和電視的系統(tǒng)中的外圍設(shè)備。這樣的雙向電力分布允許系統(tǒng)中的電池或其它電源根據(jù)需要作為用于系統(tǒng)、其他的功率收發(fā)器和外圍設(shè)備的電源。
[0019]一個(gè)和兩個(gè)饋電器一起使用能夠通過第一電路和第二電路同時(shí)供給和終止…信號(hào)和化和/或IX:電源。
[0020]使用第三饋電器以提供第二饋電器和第一饋電器兩者的回路?；蛘撸蓪⒌诙侂娖髋c第一饋電器結(jié)合使用用于供給和終止…饋電。
[0021〕 在一個(gè)實(shí)施例中，第一電路和第二電路還包括各自的連接到每個(gè)各自的電感器的輸入端的高頻電感器，以及連接到每個(gè)各自的電容器的輸出端的相同的各自的高頻電感器。這些高頻電感器的優(yōu)點(diǎn)在于，相對(duì)于施加在承載外圍數(shù)據(jù)的電纜上的低頻的第一饋電器和第二饋電器，提供了外圍數(shù)據(jù)和內(nèi)部數(shù)據(jù)之間的額外隔離。相對(duì)于外圍數(shù)據(jù)，它們?cè)鰪?qiáng)了所施加的第一饋電器和第二饋電器的共模抑制。
[0022]優(yōu)選的，第一信號(hào)收發(fā)器連接到第一電路的第二饋電器和第一饋電器，并且第二信號(hào)收發(fā)器連接到第二電路的第二饋電器和第一饋電器。電氣系統(tǒng)使第一信號(hào)收發(fā)器能夠與第二信號(hào)收發(fā)器進(jìn)行通信。有利的是，該通信不受第一變壓器和第二變壓器間的第一信道中的其他信號(hào)的阻礙。同樣有利的是，該通信不受第三變壓器和第四變壓器之間的第二信道中的其它信號(hào)的阻礙。
[0023]優(yōu)選地，第一信號(hào)收發(fā)器也連接到第三饋電器，從而提供電氣回路。本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解，信號(hào)收發(fā)器提供和接收電力以及信號(hào)。
[0024]電氣系統(tǒng)包括第一信號(hào)收發(fā)器，第一信號(hào)收發(fā)器通過到串聯(lián)電容器的第一連接連接到第一電路，串聯(lián)電容器轉(zhuǎn)而連接到第一饋電器，并且第一信號(hào)收發(fā)器被到第三饋電器的第二連接所連接。有利的是，第一信號(hào)收發(fā)器可以是發(fā)送和/或接收音頻信號(hào)、從而使音頻通信稱為可能的一個(gè)信號(hào)收發(fā)器。優(yōu)選地，第一信號(hào)收發(fā)器也連接到第三饋電器，從而提供電氣回路。在一個(gè)實(shí)施例中，第三饋電器連接到電氣接地，從而提供電氣安全。因此電氣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)在于，AC電力可以被在第一信號(hào)收發(fā)器和第二信號(hào)收發(fā)器之間收發(fā)。
[0025]在特別優(yōu)選的實(shí)施例中，電氣系統(tǒng)包括連接到第一電路的第三饋電器和連接到第一電路的第二饋電器和連接到第一電路的第一饋電器的信號(hào)調(diào)節(jié)模塊；調(diào)節(jié)模塊包括用于連接到電氣設(shè)備的端子。
[0026]有利的是，信號(hào)調(diào)節(jié)模塊將標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流輸入改變成為適用于在系統(tǒng)內(nèi)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)流格式，例如曼徹斯特編碼，使得其中該數(shù)據(jù)流被從以相反的模式運(yùn)行的另一個(gè)信號(hào)調(diào)節(jié)模塊再轉(zhuǎn)換和輸出，輸出再次恢復(fù)到標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)流格式以變成數(shù)據(jù)流輸出。如所述的信號(hào)調(diào)節(jié)模塊可根據(jù)要求在一個(gè)方向或兩個(gè)方向上運(yùn)行。因此信號(hào)調(diào)節(jié)模塊具有比簡(jiǎn)單的電源或信號(hào)收發(fā)器更高水平的能力。
[0027]在另一個(gè)實(shí)施例中，電氣系統(tǒng)包括連接到第一電路的第三饋電器和第一電路的第二饋電器的第一功率收發(fā)器以及連接到第二電路的第三饋電器和第二電路的第二饋電器的第二功率收發(fā)器。有利的是，該電氣系統(tǒng)能夠從用作電源的第一功率收發(fā)器將DC電源供應(yīng)給使用者。本領(lǐng)域技術(shù)人員也理解，功率收發(fā)器也供應(yīng)信號(hào)和電力。因此，術(shù)語信號(hào)收發(fā)器用于技術(shù)清楚的目的，使得本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)識(shí)到，‘信號(hào)收發(fā)器’是與‘功率收發(fā)器’有區(qū)別的裝置。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員知道，‘信號(hào)收發(fā)器’發(fā)送和接收電力，而‘功率收發(fā)器’可以供應(yīng)和接收信號(hào)。
[0028]有利的是，第一功率收發(fā)器或第二功率收發(fā)器可以是電源供應(yīng)器。有利的是，第一功率收發(fā)器或第二功率收發(fā)器可以是功率使用者。有利的是，第一或第二信號(hào)收發(fā)器可以是通過該電氣系統(tǒng)從第一功率收發(fā)器或第二功率收發(fā)器汲取功率的功率使用者。
[0029]有利的是，電氣系統(tǒng)實(shí)際上是模塊化的。
[0030]在一個(gè)實(shí)施例中，存在包括第一電氣系統(tǒng)和與之并聯(lián)的第二電氣系統(tǒng)的并行的電氣系統(tǒng)，其中，第一電氣系統(tǒng)和第二電氣系統(tǒng)各自如上定義。第一電氣系統(tǒng)的第一電路上的第三饋電器和第二電氣系統(tǒng)的第一電路上的第三饋電器連接在一起，并且連接到功率收發(fā)器。第一電氣系統(tǒng)的第二電路上的第二饋電器和第二電氣系統(tǒng)的第二電路上的第二饋電器連接到該功率收發(fā)器。
[0031]與僅一個(gè)電氣系統(tǒng)相比，兩倍并聯(lián)的電氣系統(tǒng)是有利的，因?yàn)榭梢詡鬏敻嗟碾娏?，并且可以收發(fā)兩個(gè)獨(dú)立的控制信號(hào)。有利的是，從而除了從相同的功率收發(fā)器汲取功率的第一電氣系統(tǒng)之外，第二電氣系統(tǒng)實(shí)際上也是模塊化的。有利的是，附加信號(hào)收發(fā)器可以連接到第二電氣系統(tǒng)，因?yàn)樾盘?hào)收發(fā)器連接到第一電氣系統(tǒng)。這些附加信號(hào)收發(fā)器可以設(shè)置成從相同的功率收發(fā)器汲取功率。
[0032]優(yōu)選地，電氣系統(tǒng)包括具有觸點(diǎn)的第一電氣接口端子塊和第二電氣接口端子塊，觸點(diǎn)為將其它設(shè)備電氣地連接到電氣系統(tǒng)提供途徑。第一變壓器的初級(jí)線圈的端子以及第三變壓器的初級(jí)線圈的端子連接到第一電氣接口端子塊中的觸點(diǎn)。第二變壓器的初級(jí)線圈的端子以及第四變壓器的初級(jí)線圈的端子連接到第二電氣接口端子塊中的觸點(diǎn)。
[0033]這使連接到第一電氣接口端子塊的第一外圍設(shè)備能夠經(jīng)由第一信道和第二信道與連接到第二電氣接口塊的第二外圍設(shè)備進(jìn)行通信。
[0034]有利的是，當(dāng)?shù)谝煌鈬O(shè)備與第二外圍設(shè)備通信時(shí)，第一信號(hào)收發(fā)器也與第二信號(hào)收發(fā)器進(jìn)行通信。外圍設(shè)備通信信號(hào)與信號(hào)收發(fā)器通信信號(hào)耦合，因?yàn)檫@兩個(gè)信號(hào)同時(shí)使用第一信道和第二信道。
[0035]盡管在第一信號(hào)收發(fā)器和第二信號(hào)收發(fā)器之間存在通信，但是外圍設(shè)備信號(hào)不與信號(hào)收發(fā)器信號(hào)在初級(jí)線圈的端子處耦合。同樣地，信號(hào)收發(fā)器信號(hào)不與外圍設(shè)備信號(hào)在第一饋電器或者第二饋電器或第三饋電器處耦合。
[0036]因此，有利的是，信號(hào)收發(fā)器的運(yùn)行不受外圍信號(hào)干擾或外圍設(shè)備的干擾。類似地并且有利的是，外圍設(shè)備的運(yùn)行不受通過它們連接第一饋電器和第二饋電器運(yùn)行的信號(hào)收發(fā)器的干擾。由信號(hào)收發(fā)器供應(yīng)的…信號(hào)在第一饋電器和第二饋電器處沒有與由其中外圍設(shè)備被連接到該電氣系統(tǒng)的外圍設(shè)備發(fā)送或接收的外圍信號(hào)耦合。
[0037]有利的是，隨著信號(hào)收發(fā)器彼此通信和外圍設(shè)備相互通信，信號(hào)收發(fā)器從同時(shí)連接到第三饋電器和第二饋電器的IX:電源汲取功率。IX:電流和丨或電壓與第一信道和第二信道上的仏信號(hào)和外圍信號(hào)耦合。由功率收發(fā)器供應(yīng)的％電流和/或電壓不與外圍信號(hào)在外圍設(shè)備連接到該電氣系統(tǒng)處耦合。
[0038]在一個(gè)實(shí)施例中，電氣接口端子塊包括具有觸點(diǎn)的插座，觸點(diǎn)設(shè)置成與插入式設(shè)備電氣接合，從而使插入到第一插座的第一外圍設(shè)備能夠經(jīng)由第一信道和第二信道與插入到第二插座的第二外圍設(shè)備進(jìn)行通信。
[0039]有利的是，構(gòu)建包括電氣系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)安裝起來更加簡(jiǎn)單和便宜?，F(xiàn)代建筑物具有設(shè)置于其中的信道使其中的外圍設(shè)備能夠連接到該信道并容易地通信。本發(fā)明展示的電氣系統(tǒng)利用這些信道用于第一信道和第二信道。
[0040]有利的是，通過電氣系統(tǒng)可以同時(shí)承載并通信在多個(gè)頻率的信號(hào)。本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，各種外圍設(shè)備、信號(hào)和功率收發(fā)器的工作頻率可以是不同的。因此可以利用寬的帶寬與根據(jù)本發(fā)明描述的具有在相同頻率或不同頻率同時(shí)通信的各種外圍設(shè)備、信號(hào)收發(fā)器或功率收發(fā)器的電氣系統(tǒng)以滿足多種應(yīng)用的需要。
[0041]本發(fā)明還通過示例的方式、通過以下描述進(jìn)行說明以結(jié)合附圖進(jìn)行理解，在附圖中:

【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]圖1是根據(jù)本發(fā)明的電氣系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的示例性視圖；
[0043]圖2是示出了根據(jù)本發(fā)明的包括提供…信號(hào)和％電源到彼此和從彼此提供八信號(hào)和IX:電源的⑷收發(fā)器和功率收發(fā)器的電氣系統(tǒng)的示例性視圖；
[0044]圖3是示出了根據(jù)本發(fā)明的包括電氣接口端子塊的電氣系統(tǒng)的示例性視圖，其中外圍設(shè)備連接到電氣接口端子塊；
[0045]圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的包括具有串聯(lián)電容器的信號(hào)收發(fā)器的電氣系統(tǒng)的示例性視圖；
[0046]圖5是示出了包括信號(hào)調(diào)節(jié)模塊的電氣系統(tǒng)的示例性視圖；
[0047]圖6是示出了根據(jù)本發(fā)明的其中第一電路和第二電路包括高頻電感器的電氣系統(tǒng)的示例性視圖；
[0048]圖7是示出了包括電氣接口端子塊的電氣系統(tǒng)示例性視圖；
[0049]圖8是示出了兩個(gè)電氣系統(tǒng)的并聯(lián)布置和連接的示例性視圖；
[0050]圖9是示出了結(jié)合了電氣電路以能夠組合數(shù)據(jù)、控制和配電功能的總系統(tǒng)的示例性視圖；
[0051]圖1Oa是圖解示出了將兩組例如“ADSL”端口的第三方設(shè)備連接到計(jì)算機(jī)端子的電纜的典型系統(tǒng)；
[0052]圖1Ob圖解描繪了裝配在第三方設(shè)備中的本發(fā)明的用途；
[0053]圖1Oc描繪了使用4組變壓器以連接系統(tǒng)(無L-C網(wǎng)絡(luò))以僅傳輸控制信號(hào)或僅傳輸電力的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的用途；
[0054]圖1Od描繪了使用L-C網(wǎng)絡(luò)和4組變壓器配置來傳輸控制數(shù)據(jù)和電力的本發(fā)明的另外的實(shí)施例的用途；以及
[0055]圖11示出了與圖9中特征811/812對(duì)應(yīng)的中間電路。

【具體實(shí)施方式】
[0056]現(xiàn)在將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。
[0057]參照?qǐng)D1的電氣系統(tǒng)的示例圖，該電氣系統(tǒng)包括四個(gè)變壓器10、20、30、40、兩個(gè)電路100、200、以及兩個(gè)信道1000、2000。
[0058]信道提供了用于在四個(gè)變壓器之間傳輸電力的導(dǎo)管。通過信道1000、2000傳輸AC電和DC電兩者。第一變壓器10和第二變壓器20的次級(jí)線圈12、22上的端子由第一信道1000連接。第三變壓器30和第四變壓器40的次級(jí)線圈32，42上的端子由第二信道2000連接。
[0059]電氣系統(tǒng)使各種外圍設(shè)備能夠彼此通信。計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、立體聲系統(tǒng)、移動(dòng)電話塢站、電子照相機(jī)等都是典型的。圖3和圖7中所示的是連接到變壓器10和30的初級(jí)線圈的外圍設(shè)備710。還示出了連接到變壓器20和40的初級(jí)線圈的外圍設(shè)備720。
[0060]如例如美國專利2011/0055598中所公開的，典型的是，電氣設(shè)備包括:用于通過網(wǎng)絡(luò)傳輸和接收數(shù)據(jù)或電力的收發(fā)器，并且該設(shè)備包括用于將收發(fā)器(在圖1Oa至1d被稱為“硅(silicon)”)與網(wǎng)絡(luò)隔離的發(fā)送變壓器和接收變壓器。
[0061]在該種情況下并且如圖1Oa中所示，信道連接到用于傳輸數(shù)據(jù)或電力的現(xiàn)有變壓器。相反，在本發(fā)明的例子中，除了設(shè)備變壓器之外還，提供了系統(tǒng)變壓器10、20、30、40。
[0062]圖1Oc是用于傳輸電力或數(shù)據(jù)中的一個(gè)的布置，其中，變壓器10、20、30、40的初級(jí)線圈的端子連接到設(shè)備變壓器的初級(jí)線圈的端子。這種設(shè)置允許提供無源系統(tǒng)(參考圖1Oc和1d中用虛線表示)，其中使用者與信道隔離，這是特別有利的，其中信道以相對(duì)高的電流承載功率。在如圖1Od中所示的其它例子中，L-C電路100、200 —起設(shè)置有用于能夠傳輸功率和數(shù)據(jù)兩者的附加變壓器。
[0063]在圖106中示出的另一種布置中，除了通過現(xiàn)有變壓器的初級(jí)線圈傳輸?shù)钠渌鼣?shù)據(jù)的傳輸之外，IX電路100、200還可以配置為連接到用于能夠傳輸電力和控制數(shù)據(jù)的現(xiàn)有設(shè)備變壓器的次級(jí)線圈的中心抽頭。
[0064]在另外的設(shè)置中，除了通過現(xiàn)有變壓器的初級(jí)線圈傳輸?shù)钠渌鼣?shù)據(jù)的傳輸之外，IX電路100、200還可以配置為連接到用于能夠傳輸電力和控制數(shù)據(jù)的現(xiàn)有設(shè)備變壓器的次級(jí)線圈的中；11、抽頭。
[0065]圖3示出了如何將兩個(gè)外圍設(shè)備710和720連接到使它們能夠進(jìn)行通信的電氣系統(tǒng)。第一外圍設(shè)備710連接到在第一變壓器和第三變壓器10、30的初級(jí)線圈上的端子13、33。第二外圍設(shè)備720連接到第三變壓器和第四變壓器的初級(jí)線圈上的端子上23、43。
[0066]第一信道是用于第一外圍設(shè)備710的“發(fā)送”信道。第一外圍設(shè)備傳輸710以電信號(hào)形式的信息。該電信號(hào)由第一變壓器10耦合進(jìn)入第一信道1000。該電信號(hào)由第二變壓器20與第一信道解耦合。通過其到第二變壓器20的連接，第二外圍設(shè)備720接收所傳輸?shù)男畔ⅰ?br> [0067]第二信道2000是用于第一外圍設(shè)備710的“接收”信道。第一外圍設(shè)備通過它與第三變壓器30的連接接收以電信號(hào)形式的信息。該信息通過第三變壓器30與該信道2000解耦合。第三變壓器接收該信息，因?yàn)樵撔畔⑼ㄟ^第二信道2000傳輸。信息通過第四變壓器40耦合到第二信道2000中。第四變壓器40通過它與第二外圍設(shè)備720的連接接收以電信號(hào)形式的信息。
[0068]本領(lǐng)域的技術(shù)人員將理解電氣系統(tǒng)的對(duì)稱性。因此第一外圍設(shè)備710也能夠經(jīng)由第一信道接收來自第二外圍設(shè)備720的信息。第一外圍設(shè)備710還能經(jīng)由第二信道2000將信息傳輸?shù)降诙鈬O(shè)備720。
[0069]由于電氣系統(tǒng)的對(duì)稱性，第二外圍設(shè)備720也將信息傳輸?shù)降谝煌鈬O(shè)備或從第一外圍設(shè)備接收信息。
[0070]次級(jí)線圈中心抽頭15、25、35、45將第一信道連接到第二信道。在第一變壓器和第二變壓器的中心抽頭，通過第一變壓器和第二變壓器上的初級(jí)線圈耦合到第一信道中的八信號(hào)是不明顯的。并且在第三和第四變壓器的中心抽頭，通過第三變壓器和第四變壓器的初級(jí)線圈，耦合到第二信道中的…信號(hào)是不明顯的。第一電路100和第二電路200連接到中心抽頭。因此，經(jīng)由初級(jí)線圈耦合到第一信道中的…信號(hào)不會(huì)出現(xiàn)在第二信道中。經(jīng)由第一變壓器和第二變壓器的初級(jí)線圈耦合到第一信道中的…信號(hào)不會(huì)出現(xiàn)在第三變壓器和第四變壓器的初級(jí)線圈上的端子處。
[0071]每個(gè)變壓器10、20、30、40可以是包括中心抽頭的單個(gè)單元，或它們可由兩個(gè)變壓器制成，兩個(gè)變壓器具有在它們之間的形成中心抽頭的連接。
[0072]類似地，滿足在本文描述的電感和電容的電感或電容要求的任何物理設(shè)備，可以用來建立根據(jù)本發(fā)明的電氣系統(tǒng)。
[0073]由于電氣系統(tǒng)的對(duì)稱性，經(jīng)由初級(jí)線圈，耦合到第二信道中的…信號(hào)不會(huì)出現(xiàn)在第一信道中。經(jīng)由第三變壓器和第四變壓器的初級(jí)線圈，耦合到第二信道中的八信號(hào)不會(huì)出現(xiàn)在第一變壓器和第二變壓器的初級(jí)線圈上的端子處。
[0074]電氣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，第一變壓器和第二變壓器的初級(jí)線圈之間的通信不會(huì)出現(xiàn)在第三變壓器和第四變壓器的初級(jí)線圈上的端子上。
[0075]電氣系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是，是第三變壓器和第四變壓器的初級(jí)線圈之間的通信不會(huì)出現(xiàn)在第一變壓器和第二變壓器的初級(jí)線圈上的端子上。
[0076]由于該優(yōu)點(diǎn)的結(jié)果，在第一信道上的第一外圍設(shè)備和第二外圍設(shè)備之間傳輸和接收的信息不同于在第二信道上的這些外圍設(shè)備之間傳輸?shù)男畔ⅰ?br> [0077]同樣由于此優(yōu)點(diǎn)的結(jié)果，本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例是可能的，其中第一外圍設(shè)備僅連接到第一變壓器的初級(jí)端子，并且第二外圍設(shè)備僅連接到第二變壓器的初級(jí)端子。第三外圍設(shè)備(未示出)連接到第三變壓器的初級(jí)端子，并且第四外圍設(shè)備(未示出)連接到第四變壓器的初級(jí)端子。通過第一信道在第一外圍設(shè)備和第二外圍設(shè)備之間傳送的信號(hào)未與通過第二信道在第三外圍設(shè)備和第四外圍之間傳送的信號(hào)混合。
[0078]第一信道和第二信道1000和2000可以通過包括兩對(duì)導(dǎo)線的單一電纜物理地實(shí)現(xiàn)。包括四根雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)5類電纜是這樣的電纜的例子。
[0079]有利的是，傳統(tǒng)電話信號(hào)可以通過不用作電氣系統(tǒng)的信道的任何對(duì)電纜承載。
[0080]圖1所示的第一電路100的實(shí)施例中，它包括串聯(lián)的電感器120和電容器110。第二電路200包括串聯(lián)的電感器220和電容器210。在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)電容器的電容是相等的。在一個(gè)實(shí)施例中，兩個(gè)電感器的電感是相等的。
[0081]有利的是，諸如變壓器10的附加變壓器可以物理地連接在沿著物理地實(shí)施第一信道的線路的任何地方。類似地，另一個(gè)諸如變壓器30的附加變壓器，可以物理地連接在沿著物理地實(shí)施第二信道的線路的任何地方。有利的是，附加變壓器和另一個(gè)附加變壓器可以通過諸如第一電路100的另一個(gè)電路物理地連接。因此，另一個(gè)第一電路的所有優(yōu)點(diǎn)的可以物理地添加到如本發(fā)明的電氣系統(tǒng)。通過這種方式，DC電源可以在電纜運(yùn)行中的那個(gè)時(shí)刻啟動(dòng)或中斷。同樣地，AC信號(hào)可類似地相互聯(lián)系。在兩種情況下，網(wǎng)絡(luò)上的外圍設(shè)備之間的數(shù)據(jù)通道不受影響。
[0082]有利的是，該系統(tǒng)也能夠傳輸取代DC電力的AC電力或也傳輸DC電力。若要傳輸?shù)氖茿C電力而不是DC電力，選擇電容器110的值，以當(dāng)具有對(duì)用于控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)腁C信號(hào)頻率非常低的阻抗的相同時(shí)刻時(shí)具有在AC電力頻率的顯著的阻抗。同樣地，選擇電感器120，以具有對(duì)AC電力傳輸?shù)牡妥杩购蛯?duì)AC控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)母咦杩埂？蛇x地，圖8中的四對(duì)設(shè)置中，DC電力可以通過例如1000和2000傳輸，而AC電力可通過3000和4000發(fā)送。
[0083]第一電路100包括第一饋電器101、第二饋電器102、以及第三饋電器103。第二電路200包括第一饋電器201、第二饋電器202以及第三饋電器203。術(shù)語“饋電器(feed)”在這里表示一種將諸如AC信號(hào)發(fā)送器和/或接收器、或DC電源供應(yīng)器和/或使用者的電氣儀表連接到電氣系統(tǒng)的裝置。
[0084]在第一電路上，第一饋電器位于電感器120和第一變壓器10上的中心抽頭15之間；并且，第二饋電器位于電感器120和電容器110之間；并且，第三饋電器位于電容器110和第三變壓器上的中心抽頭30之間。
[0085]在第二電路上，在第一饋電器201位于電感器220和第一變壓器20上的中心抽頭25之間；并且，第二饋電器202位于電感器220和電容器210之間；并且第三饋電器203位于電容器210和第三變壓器上的中心抽頭30之間。
[0086]在一個(gè)實(shí)施例中，電容器110、210可以由空氣分離的兩個(gè)簡(jiǎn)單端子體現(xiàn)。在另一個(gè)實(shí)施例中，電容器110、210是電解電容器，在另一個(gè)實(shí)施例中，它是陶瓷電容器，在另一個(gè)實(shí)施例中，它是塑料膜電容器。
[0087]在電氣系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例中，參照?qǐng)D2，它包括連接到第一饋電器101和第二饋電器102的第一信號(hào)收發(fā)器310。在信號(hào)收發(fā)器的運(yùn)行頻率，第一電路的電感器120的阻抗是非常高的。阻抗如此之高以至于在第一饋電器101和第二饋電器102到第一信號(hào)收發(fā)器310提供或接收的…信號(hào)之間存在有效的開路。有利的是，高阻抗允許…信號(hào)由第一信號(hào)收發(fā)器有效地饋送到電氣系統(tǒng)中或由第一電氣設(shè)備有效地從電氣系統(tǒng)饋送出。
[0088]在第一信號(hào)收發(fā)器310的工作頻率，電感器120的阻抗優(yōu)選地大于第一信號(hào)收發(fā)器310和饋電器端子101和102的輸入阻抗的100倍。即比值大于100: 1。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，比值大于1000:1，在另一個(gè)實(shí)施例中比值大于1，000，000:1。
[0089]應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到，由第一信號(hào)收發(fā)器所提供的或接收的信號(hào)不能并且不出現(xiàn)在初級(jí)線圈 10、20、30、40 的端子 13、23、33、43 處。
[0090]然而，由第一信號(hào)收發(fā)器提供或接收的信號(hào)分別由連接饋電器端子201和202的第二信號(hào)收發(fā)器接收或提供，饋電器端子201和202連接到第二電路。第一饋電器端子201，第二饋電器端子202和第三饋電器端子203連接到第二電路，在相同的各自的位置，第一電路的饋電端子被連接。
[0091]在第二信號(hào)收發(fā)器320的運(yùn)行頻率，第二電路的電感器220的阻抗優(yōu)選大于第二信號(hào)收發(fā)器的輸入阻抗100倍。即比值大于100:1。在另一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，比值大于1000:1，并且在另一個(gè)實(shí)施例中，其大于1，000，000:1。
[0092]有利的是，利用電氣系統(tǒng)，^信號(hào)有效地從第一信號(hào)收發(fā)器310傳輸?shù)降诙盘?hào)收發(fā)器320或從第二信號(hào)收發(fā)器320接收。
[0093]由到第一電路100的第一信號(hào)收發(fā)器310提供的到電氣系統(tǒng)的⑷信號(hào)分別通過在第一變壓器上中心抽頭和第三變壓器上的中心抽頭耦合到第一信道中和第二信道中。
[0094]由于中心抽頭的連接，在變壓器10、20、30和40的初級(jí)線圈端子13、23、33、43處不存在由第一信號(hào)收發(fā)器310提供和/或接收的…信號(hào)。
[0095]由于電氣系統(tǒng)的對(duì)稱性，第二信號(hào)收發(fā)器320提供和/或接收的…信號(hào)耦合到第一信道和第二信道中，并且在變壓器10、20、30和40的初級(jí)線圈端子13、23、33、43處不存在。
[0096]在一個(gè)實(shí)施例中，電容器110、第一電路的阻抗比在信號(hào)收發(fā)器310的工作頻率的電感器120的阻抗至少小100倍。即比值是1:100。在另一個(gè)實(shí)施例中，比例是1:1000，并且在另一個(gè)實(shí)施例中，它是1:1，000，000。與此相一致，第二電路的電容器210的阻抗比在信號(hào)收發(fā)器320的工作頻率的電感器220的阻抗至少小100倍。即比值為1:100。在另一個(gè)實(shí)施例中，比例是1:1000，并且另一個(gè)實(shí)施例中，它是1:1，000，000。
[0097]優(yōu)選地，第一電路310的信號(hào)收發(fā)器和第二電路320的信號(hào)收發(fā)器在相同的頻率工作。
[0098]如圖4中所示的電氣系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例，包括通過到第二饋電器102的第一連接和到串聯(lián)電容器311的第二連接連接到第一電路100的信號(hào)收發(fā)器310。在本實(shí)施例中，信號(hào)收發(fā)器配置和設(shè)置成在音頻頻率發(fā)送/接收…信號(hào)。對(duì)于高保真度，這些音頻頻率范圍介于25取和25狃2之間。對(duì)于電話會(huì)話，這些音頻頻率范圍介于100取和2狃2之間。
[0099]優(yōu)選地，電容使得在音頻頻率范圍的最低頻率，串聯(lián)電容器的阻抗比信號(hào)收發(fā)器310的輸出阻抗小100倍。優(yōu)選地，在音頻頻率范圍的最高頻率，串聯(lián)電容器的阻抗比在最高頻率的電感器120的阻抗小100倍。
[0100]圖4中所示的另一個(gè)實(shí)施例中，還存在連接到第二電路200和第二串聯(lián)電容器321的另一個(gè)信號(hào)收發(fā)器320。信號(hào)收發(fā)器320和串聯(lián)電容器321以信號(hào)收發(fā)器310和串聯(lián)電容器311連接到第一電路100相同的布置連接到第二電路200。
[0101]優(yōu)選地，電容器321的電容是這樣的:在音頻頻率范圍的最低頻率，串聯(lián)電容器321的阻抗的比信號(hào)收發(fā)器320的輸出阻抗小100倍。優(yōu)選地，在音頻頻率范圍的最高頻率，串聯(lián)電容器321的阻抗比在最高頻率的電感器220的阻抗小100倍。
[0102]在一個(gè)實(shí)施例中，電氣系統(tǒng)包括在圖5中描繪出的信號(hào)調(diào)節(jié)模塊400。信號(hào)調(diào)節(jié)模塊連接到第一電路的第一饋電器101、第二饋電器102，以及第三饋電器103。信號(hào)調(diào)節(jié)模塊包括用于輸入和輸出信號(hào)的模塊端子401和402，信號(hào)已經(jīng)由連接到第二電路200的另一個(gè)信號(hào)調(diào)節(jié)模塊420傳輸接收。有利的是，通過將它們的端子401和402上輸入/輸出的信號(hào)的數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換成通過電氣系統(tǒng)收發(fā)的易于由其他信號(hào)調(diào)節(jié)模塊解釋和轉(zhuǎn)換的另一種格式，信號(hào)調(diào)節(jié)模塊促進(jìn)電子設(shè)備之間的通信。
[0103]圖2中所示的功率收發(fā)器510連接到在一個(gè)實(shí)施例中的第一電路的第二饋電器102和第三饋電器103。在一個(gè)實(shí)施例中，功率收發(fā)器520連接到第二電路的第二饋電器202和第三饋電器203。
[0104]功率收發(fā)器510、520是電氣裝置，其促進(jìn)用電池、太陽能電池板或電氣系統(tǒng)中提供或要求電能的其它設(shè)備停止或提供(如果可能)功率能。
[0105]在某些實(shí)施例中，電源收發(fā)器510、520與信號(hào)收發(fā)器310、320組合成單個(gè)物理設(shè)備。
[0106]通過在第一電路上的第二饋電器和第三饋電器供應(yīng)的DC電源通過第一變壓器和第三變壓器10和30上的中心抽頭15、35耦合到第一信道和第二信道1000、2000中。DC電源通過在第二變壓器和第四變壓器20、40上的中心抽頭25、45從第一信道和第二信道解耦入口 ο
[0107]因此通過連接到第一電路的功率收發(fā)器510供應(yīng)的電力對(duì)連接到第一電路和/或第二電路的信號(hào)收發(fā)器310、320有效并由其使用。并且，此電力對(duì)連接到第二電路的功率收發(fā)器520有效并由其使用。
[0108]有利的是，因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)是對(duì)稱的，連接到第二電路的功率收發(fā)器520供應(yīng)電力，電力對(duì)連接到第一和/或第二電路的信號(hào)收發(fā)器310、320有效并由其使用。并且，此電力對(duì)連接到第一電路的功率收發(fā)器510有效并由其使用。
[0109]電容器110與功率收發(fā)器510并聯(lián)。在信號(hào)收發(fā)器310、320的工作頻率的電容器110的阻抗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于功率收發(fā)器510的輸入阻抗。因此，有利的是，功率收發(fā)器510將功率提供到第一電路，或從第一電路汲取功率，而不影響由信號(hào)收發(fā)器310、320提供或使用的AC信號(hào)。優(yōu)選地，電容器110的輸入阻抗比在信號(hào)收發(fā)器310、320的工作頻率的功率收發(fā)器510的輸入阻抗低100倍。即比值是1:100。在另一個(gè)實(shí)施例中，比值是1:1000，并且在另一種情況下其可以是1: 1，000，000。
[0110]有利的是，因?yàn)殡姎庀到y(tǒng)是對(duì)稱的，與功率收發(fā)器520并聯(lián)的電容器210具有與電容器110相同的各個(gè)優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于在信號(hào)收發(fā)器310、320的通知頻率的功率收發(fā)器220的輸入阻抗，電容器210也具有相同的阻抗比。
[0111]如圖6中所示，在一個(gè)實(shí)施例中，第一電路100和第二電路200包括高頻電感器130、140、230、240。因此，第一電路包括:串聯(lián)連接的高頻電感器130、電感器120、電容器110、高頻電感器140，高頻電感器130連接到電感器120，電感器120連接到電容器110，電容器110連接到高頻電感器140。第二電路包括:串聯(lián)連接的高頻電感器230、電感器220、電容器210、高頻電感器240，高頻電感器230連接到電感器220，電感器220連接到電容器210，電容器210連接到高頻電感器240。
[0112]代替如圖1中所示的連接到第一變壓器10的中心抽頭15的電感器120的輸入端，電感器120的輸入連接到高頻電感器130的輸出端。高頻電感器130的輸入端連接到在次級(jí)線圈12上的中心抽頭15。代替如圖1中所示的連接到變壓器30的中心抽頭的電容器110的輸出端，電容器110的輸出端連接到高頻電感器140的輸入端。高頻電感器140的輸出端連接到次級(jí)線圈32上的中心抽頭35。在第二電路中的高頻電感器230、240、電感器220，以及電容器210的布置和連接和如圖6所示的第一電路的布置和連接相同。
[0113]高頻電感器的優(yōu)點(diǎn)是，第一饋送信號(hào)還與主信道信號(hào)的交互隔離，并且主信道信號(hào)還與第一饋送信號(hào)的交互隔離。在兩種情況下，由這些電感器引入的額外電阻對(duì)通過第二饋電器的有效信道的電流是可以忽略的。
[0114]電感器130，140，230，240可在一個(gè)實(shí)施例中包括在變壓器10、20、30、40的設(shè)計(jì)中。在另一個(gè)實(shí)施例中，它們可以是用作單匝電感器或在另一個(gè)實(shí)施例中用作常規(guī)纏繞式電感器的鐵氧體磁珠。
[0115]在如圖7中所示的一個(gè)實(shí)施例中，電氣系統(tǒng)包括連接到初級(jí)變壓器10和30的端子的電氣接口端子塊610。在一個(gè)實(shí)施例中，電氣系統(tǒng)包括連接到初級(jí)變壓器20和40的端子的電氣接口端子塊620。
[0116]外圍設(shè)備710和720被示出分別連接到電氣接口端子塊610和620。優(yōu)選地，電氣接口端子塊的設(shè)計(jì)和布置是這樣的:外圍設(shè)備簡(jiǎn)單地插入它們。
[0117]電氣接口端子塊610、620包括容易連接到外圍設(shè)備的觸點(diǎn)。這種觸點(diǎn)的例子包括磁性觸點(diǎn)、卡扣式連接觸點(diǎn)，并且觸點(diǎn)設(shè)置在圖7所示的與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)插頭兼容的插座615、625 中。
[0118]在圖7中所示的一個(gè)實(shí)施例中，主變壓器11的端子13連接到電氣接口端子塊610中的觸點(diǎn)611。初級(jí)變壓器31的端子33連接到電氣接口端子塊610中的觸點(diǎn)612。
[0119]在一個(gè)實(shí)施例中，初級(jí)變壓器21的端子23連接到電氣接口端子塊620中的觸點(diǎn)621。初級(jí)變壓器41的端子43連接到電氣接口端子塊620中的觸點(diǎn)622。
[0120]優(yōu)選地，電氣接口端子塊610與電氣接口端子塊620不同。因此，連接到電氣接口端子塊610的外圍設(shè)備710可以與通過第一信道和第二信道連接到電氣接口端子塊620的外圍設(shè)備720進(jìn)行通信。
[0121]優(yōu)選地，端子塊610包括插座615，并且端子塊620還包括插座625。觸點(diǎn)611、612包含在插座615中，并且觸點(diǎn)621、622包含在插座625中。
[0122]優(yōu)選地，插座615、625接受外圍設(shè)備的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)插頭。有利的是，外圍設(shè)備710可以插入到插座615中，并且另一個(gè)外圍設(shè)備720可以插入到插座625中。
[0123]圖8示出了并聯(lián)設(shè)置和連接的兩個(gè)電氣系統(tǒng)。圖8描繪了電氣元件的網(wǎng)絡(luò)的模塊化元件的單個(gè)的電氣系統(tǒng)。單個(gè)多線電纜可以提供用于第一信道和第二信道1000和2000的管道。該電纜也可以提供用于第三信道3000和第四信道4000的管道。更多電氣系統(tǒng)和與更多信道可以模塊化地加入到網(wǎng)絡(luò)中。
[0124]通過本發(fā)明的電氣系統(tǒng)，利用如圖8中所示的兩個(gè)并聯(lián)連接的電氣系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)沿著四個(gè)信道增加到高達(dá)例如I吉比特每秒的數(shù)據(jù)傳輸速率。也可以實(shí)現(xiàn)高數(shù)據(jù)傳送速率，甚至當(dāng)源于在第一電路和第二電路100和200上的饋電器101、102、103、201、202、203的電力和信號(hào)與源于外圍設(shè)備710和720的數(shù)據(jù)通過信道同時(shí)傳輸時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)高的數(shù)據(jù)傳輸速率。
[0125]可以通過饋電器101、102、103、201、202、和203來供應(yīng)和接收AC電力和DC電力兩者，并且通過根據(jù)本發(fā)明的電氣系統(tǒng)的第一信道和第二信道1000、2000來傳輸AC電力和DC電力兩者。
[0126]有利的是，利用在同一電纜護(hù)層中的電纜線對(duì)3000和4000，兩個(gè)類似系統(tǒng)允許兩個(gè)分離的AC控制路徑和兩個(gè)分離的DC電力路徑。DC電力路徑可以耦合在一起，以減小電纜電阻，從而允許更大的電力傳輸能力。DC電力路徑可以是分離的，以允許在兩個(gè)不同電壓的傳輸。
[0127]參考圖9，圖中示出了包括能夠組合數(shù)據(jù)、控制和配電功能的電氣電路的總系統(tǒng)的示例性視圖。
[0128]本系統(tǒng)的核心是含有包括在連接802和810之間的元件10、100和30的多個(gè)網(wǎng)絡(luò)的多信道調(diào)節(jié)器809。在連接802上僅有數(shù)據(jù)，并且在連接810上有組合數(shù)據(jù)、控制信號(hào)和電源信號(hào)。連接810中的每個(gè)包括第一信道1000和第二信道2000。
[0129]連接802轉(zhuǎn)到經(jīng)由電纜803供電并經(jīng)由電纜801連接到服務(wù)提供商的標(biāo)準(zhǔn)的路由器 800。
[0130]連接810轉(zhuǎn)到壁端口 813和816。壁端口 813和816還包括包含元件10，100和30的網(wǎng)絡(luò)，并且壁端口 813和816包括例如610的電氣接口端子塊。從而，在連接810上的組合數(shù)據(jù)、控制和電源信號(hào)在壁端口分離，使得數(shù)據(jù)分別提供給以太網(wǎng)連接814和817。
[0131]連接814被示出由電纜826連接到電視機(jī)824。在此，電視824是諸如720的外圍設(shè)備。電纜826可以只發(fā)信號(hào)，或還具有由功率收發(fā)器510提供的48伏電源，也給電視824直接供電。
[0132]壁端口插座817被示出經(jīng)由電纜825連接到計(jì)算機(jī)823。此處計(jì)算機(jī)是諸如720的外圍設(shè)備。電纜825可以只發(fā)信號(hào)，或還具有由功率收發(fā)器510提供的48伏電源，也給計(jì)算機(jī)823直接供電。
[0133]為了說明系統(tǒng)的通用性，對(duì)講機(jī)812和822被示出在連接810中的兩個(gè)連接上，并含有使得對(duì)講機(jī)運(yùn)行所要求的控制信號(hào)和電力信號(hào)進(jìn)行分離的元件10，100和30，而不影響從路由器800到壁端口 813和816的數(shù)據(jù)傳輸或與從路由器800到壁端口 813和816的數(shù)據(jù)傳輸交互。
[0134]也描繪了用于鍋爐的控制系統(tǒng)。鍋爐822經(jīng)由控制信號(hào)電纜821連接到多信道調(diào)節(jié)器809?？刂菩盘?hào)經(jīng)過809將轉(zhuǎn)到連接到在一個(gè)房間內(nèi)的溫度傳感器的控制器811的連接810。有利的是，這可以使用如圖8所示的其他可用的AC信道310進(jìn)行傳輸。
[0135]也描繪了電話系統(tǒng)，其中，服務(wù)提供商連接820連接到電纜819，電纜819連接到壁端口 816上的電話插座818上。應(yīng)當(dāng)注意，該電纜可以可替換地是電纜810內(nèi)隔離的對(duì)。
[0136]壁端口 813具有將電力提供給諸如移動(dòng)電話的設(shè)備的USB出口端815，這類設(shè)備通過連接到來自USB插座的可用電源可以再充電。壁端口 813含有48伏到5伏轉(zhuǎn)換器。
[0137]圖9所描繪的用于總系統(tǒng)的電力從例如太陽能面板806、電池807和市電電源808以及分布在整個(gè)系統(tǒng)中的任何其他電源的多個(gè)源提供。DC電源控制單元805主要用作諸如510和520的功率收發(fā)器，功率收發(fā)器經(jīng)由電纜804連接到多信道調(diào)節(jié)器809內(nèi)的第一電路100。
[0138]DC電源控制單元805管理來自所有電源的電力并按要求將其轉(zhuǎn)換為電纜804上的標(biāo)定48伏并將電源經(jīng)由電纜803供應(yīng)給路由器800。DC電源控制單元805可以視情況接收或傳輸來自電纜804，電池807和市電電源808的電力。
[0139]圖11示出了結(jié)合中心抽頭變壓器在中繼數(shù)據(jù)和電力時(shí)以中間網(wǎng)絡(luò)配置使用網(wǎng)絡(luò)。
[0140]在一個(gè)實(shí)施例中，DC功率控制單元連接到接地處。因此，第三饋電器也連接到接地處。有利的是，電氣接地連接使電氣系統(tǒng)更安全。
[0141]僅通過示例的方式來描述本發(fā)明。可以對(duì)它們做出改變而不偏離本發(fā)明的范圍。同樣，應(yīng)當(dāng)理解，已經(jīng)描述了具有修改和替換的若干實(shí)施例。對(duì)那些閱讀并理解了本說明書的本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，另外的實(shí)施例將是明顯的。所有這些實(shí)施例和修改旨在落在如被所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
[0142]盡管已經(jīng)參考建筑物和家用環(huán)境或辦公環(huán)境描述了本發(fā)明，但是可以理解，通過結(jié)合諸如圖9中所示的實(shí)施例，在車輛(諸如汽車、卡車或公交車)、船舶(諸如輪船或氣墊船)或飛行器中的電力和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中的，可以對(duì)本發(fā)明進(jìn)行改變。類似地，本發(fā)明可以應(yīng)用于例如公路和鐵路網(wǎng)絡(luò)和交通控制器中所使用的類型的分布式交換和信號(hào)系統(tǒng)。
[0143]本發(fā)明被解釋清楚并且還被在所附權(quán)利要求中進(jìn)行了說明。
【權(quán)利要求】
1.一種電氣系統(tǒng)，用于在連接到所述系統(tǒng)的電氣設(shè)備之間傳輸數(shù)據(jù)或電力，包括: 第一變壓器和第二變壓器，所述第一變壓器和第二變壓器具有由第一信道連接的次級(jí)線圈；第三變壓器和第四變壓器，所述第三變壓器和第四變壓器具有由第二信道連接的各自的次級(jí)線圈，每個(gè)變壓器具有包括端子的各自的初級(jí)線圈，所述端子用于與連接到所述系統(tǒng)的電氣設(shè)備連接并從所述設(shè)備接收數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)剿鲈O(shè)備； 在所述第一變壓器的次級(jí)線圈上的中心抽頭，其通過第一電氣電路連接到所述第三變壓器的次級(jí)線圈上的中心抽頭；以及 在所述第二變壓器的次級(jí)線圈上的中心抽頭，其通過第二電氣電路連接到所述第四變壓器的次級(jí)線圈上的中心抽頭， 其中，所述第一電氣電路和第二電氣電路中的每一個(gè)都包括至少一個(gè)饋電器，所述饋電器用于通過所述變壓器的次級(jí)線圈的中心抽頭將來自數(shù)據(jù)源或電源的數(shù)據(jù)或電力傳輸?shù)剿鱿到y(tǒng)中，或從所述系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)或電力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電氣系統(tǒng)，其中所述變壓器配置為通過所述電氣設(shè)備的傳輸或接收變壓器從連接到所述系統(tǒng)的電氣設(shè)備接收數(shù)據(jù)或?qū)?shù)據(jù)傳輸?shù)竭B接到所述系統(tǒng)的電氣設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述第一電氣電路和第二電氣電路中的每一個(gè)都包括隨所述至少一個(gè)饋電器設(shè)置的電感器或電容器，以允許通過所述第一變壓器到第四變壓器的中心抽頭將電力或數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鱿到y(tǒng)中或從所述系統(tǒng)傳輸電力或數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電氣系統(tǒng)，包括隨所述至少一個(gè)饋電器設(shè)置的電感器和電容器，以允許通過所述第一變壓器到第四變壓器的中心抽頭將電力或數(shù)據(jù)傳輸?shù)剿鱿到y(tǒng)中或從所述系統(tǒng)傳輸電力或數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述電感器和電容器串聯(lián)設(shè)置，并且所述系統(tǒng)包括與所述電感器和電容器連接的第一饋電器和第二饋電器，用于通過所述中心抽頭傳輸數(shù)據(jù)和接收數(shù)據(jù)；并且所述系統(tǒng)包括第三饋電器，所述第三饋電器與所述第二饋電器、所述電感器和電容器連接，用于通過所述中心抽頭傳輸電力。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電氣系統(tǒng)，其中，在所述第一電路中的所述第一饋電器和/或第二饋電器處的信號(hào)輸入在第一中心抽頭連接處和第三中心抽頭連接處耦合到所述第一信道和第二信道中；并且在第二中心抽頭連接處和第四中心抽頭連接處從所述第一信道和第二信道解耦合，以及作為在所述第二電路的第一饋電器和/或第二饋電器輸出。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述電路包括連接到每個(gè)各自電感器的輸入端的各自的高頻電感器和連接到每個(gè)各自的電容器的輸出端的各自的高頻電感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述第一信號(hào)收發(fā)器和第二信號(hào)收發(fā)器連接到所述第一電路和第二電路的第一饋電器和第二饋電器。
9.根據(jù)權(quán)利要求5-8中任一項(xiàng)所述的電氣系統(tǒng)，其中，各自的第一功率收發(fā)器和第二功率收發(fā)器連接到所述第一電路和第二電路的第二饋電器和第三饋電器。
10.根據(jù)權(quán)利要求5-7中任一項(xiàng)所述的電氣系統(tǒng)，其中，各自的第一信號(hào)調(diào)節(jié)單元和第二信號(hào)調(diào)節(jié)單元連接到所述第一電路和第二電路的第一饋電器、第二饋電器和第三饋電器。
11.一種電氣系統(tǒng)，包括如前述權(quán)利要求中的任一項(xiàng)所述的彼此并聯(lián)的第一電氣系統(tǒng)和第二電氣系統(tǒng)，并且所述第一電氣系統(tǒng)和第二電氣系統(tǒng)的第一電路上的第三饋電器連接在一起并連接到功率收發(fā)器，并且所述第一電氣系統(tǒng)和第二電氣系統(tǒng)的第二電路上的第二饋電器連接到所述功率收發(fā)器。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣系統(tǒng)，包括為將其它設(shè)備電連接到所述電氣系統(tǒng)提供了途徑的、具有觸點(diǎn)的第一電氣接口端子塊和第二電氣接口端子塊， 其中，所述第一變壓器的初級(jí)線圈的端子和所述第三變壓器的初級(jí)線圈的端子連接到所述第一電氣接口端子塊中的觸點(diǎn)，并且 其中，所述第二變壓器的初級(jí)線圈的端子和所述第四變壓器的初級(jí)線圈的端子連接到所述第二電氣接口端子塊中的觸點(diǎn)， 從而使連接到所述第一電氣接口端子塊的第一外圍設(shè)備能夠經(jīng)由所述第一信道和第二信道與連接到所述第二電氣接口塊的第二外圍設(shè)備進(jìn)行通信。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電氣系統(tǒng)，其中，所述電氣接口端子塊包括具有觸點(diǎn)的插座，所述插座的觸點(diǎn)設(shè)置成與插入式設(shè)備電氣接合，從而使插入到第一插座中的第一外圍設(shè)備能夠經(jīng)由所述第一信道和第二信道與插入到第二插座中的第二外圍設(shè)備進(jìn)行通信。
14.一種通信網(wǎng)絡(luò)，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電氣系統(tǒng)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的通信網(wǎng)絡(luò)，適于在車輛、船舶或飛行器中使用。
【文檔編號(hào)】H04B3/54GK104488221SQ201380038415
【公開日】2015年4月1日 申請(qǐng)日期:2013年5月22日 優(yōu)先權(quán)日:2012年5月22日
【發(fā)明者】雷蒙德·佩托 申請(qǐng)人:費(fèi)伯普恩特有限公司