[發明專利]一種基于可供電二線制總線的信號傳輸方法及系統

有效

• 申請號: 201210237731.9
• 申請日: 2012-07-10
• 公開（公告）號: CN102723970A
• 公開（公告）日: 2012-10-10
• 發明（設計）人: 肖伏初
• 申請（專利權）人: 湖南伊邁德科技有限公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54
• 代理公司: 長沙新裕知識產權代理有限公司 43210
• 代理人: 劉熙

技術領域

本發明屬于信號傳輸方法與系統，具體涉及一種基于可供電二線制總線的信號傳輸方法及系統。

背景技術

在通訊與控制領域，同時傳輸電源和信號的二線制總線系統技術，一直是領域內廣大工程技術人員共同關注的焦點。

在電源線上進行載波信號疊加是一種傳統方法，但由于難以采用有效的隔離措施，載波信號將被供電電路和用電電路大幅衰減，從而導致信號傳輸距離短、通信速度低、節點容量小，對供電設備和用電設備性能要求高等問題的出現。有鑒于此，一份名為“電源、數據信號、音頻模擬信號時分復用的單總線通訊系統”的專利（申請號:201010125972.5）提出了一種分時傳輸電源和信號的方法，在傳輸信號時斷開供電與用電電路，從而有效解決了信號的衰落問題。但依然存在以下不足：1）電源傳輸時間只有三分之一，效率低且平穩性差，電磁干擾大；2）只有三分之一時間傳送數據，通信速度低；3）為了傳輸音頻模擬信號，根據奈氏定律，信號的切換頻率不得低于20KHZ，致使技術實現的電路復雜，難以兼顧系統的經濟性和可靠性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于可供電二線制總線的信號傳輸方法及系統，以實現在一對供電導線上無損傳輸模擬信號或/和數字信號，同時解決信號在通信節點之間的對等傳輸問題。

本發明提供的基于可供電二線制總線的信號傳輸方法，是在一個由二線制總線、連接在該總線上的若干節點和向該總線提供第一供電電流的電壓源構成的系統中傳輸模擬信號或/和數字信號，使所述電壓源向二線制總線提供的供電電壓隨第一供電電流的變化而變化；使所述節點向二線制總線發送電流環信號，從二線制總線接收電壓信號，從二線制總線吸收恒定電流。

所述基于可供電二線制總線的信號傳輸方法，所述系統還包括向二線制總線提供第二供電電流的若干第二直流電流源，使所述第二供電電流之和小于所述節點從二線制總線吸收的恒定電流之和。

所述傳輸模擬信號的方法為：

使所述供電電壓隨第一供電電流的變化而變化的規律為：供電電壓變化的幅度與第一供電電流變化的幅度成正比，變化的相位與第一供電電流變化的相位相反；

使所述節點向二線制總線發送的電流環信號變化的幅度與待發送的模擬電壓信號變化的幅度成正比；

使所述節點從二線制總線接收的電壓信號為模擬電壓信號，該模擬電壓信號變化的幅度與供電電壓變化的幅度成正比，變化的相位與供電電壓變化的相位相反。

所述傳輸數字信號的方法為：

使所述供電電壓隨第一供電電流的變化而變化的規律為：當第一供電電流減小或變化幅度小于第一供電電流變化幅度的預定值時，供電電壓為供電電壓預定最高值；當第一供電電流增大且增幅大于第一供電電流變化幅度的預定值時，供電電壓為供電電壓預定最低值；

使所述節點向二線制總線發送的電流環信號隨待發送的數字電壓信號的邏輯變化而跳變且跳變幅度大于第一供電電流變化幅度的預定值；

使所述節點從二線制總線接收的電壓信號為數字電壓信號，該數字電壓信號在供電電壓為供電電壓預定最高值時的邏輯與在供電電壓為供電電壓預定最低值時的邏輯相反。

所述傳輸數字信號的方法為：

使所述供電電壓隨第一供電電流的變化而變化的規律為：當第一供電電流減小或變化幅度小于第一供電電流變化幅度的預定值時，供電電壓的極性為供電電壓預定極性，當第一供電電流增大且增幅大于第一供電電流變化幅度的預定值時，供電電壓的極性反轉；

使所述節點向二線制總線發送的電流環信號隨待發送的數字電壓信號的邏輯變化而跳變且跳變幅度大于第一供電電流變化幅度的預定值；?

使所述節點從二線制總線接收的電壓信號為數字電壓信號，該數字電壓信號在供電電壓極性為供電電壓預定極性時的邏輯與在供電電壓極性反轉時的邏輯相反。

所述傳輸模擬信號和數字信號的方法是分時傳輸，所述分時傳輸的方法為：

使所述供電電壓隨第一供電電流的變化而變化的規律為：當第一供電電流變化的幅度小于第一供電電流變化幅度的預定值時，供電電壓在供電電壓預定范圍內變化且變化幅度與第一供電電流變化的幅度成正比；當第一供電電流減小且減幅大于第一供電電流變化幅度的預定值時，供電電壓為供電電壓預定最高值；當第一供電電流增大且增幅大于第一供電電流變化幅度的預定值時，供電電壓為供電電壓預定最低值；所述供電電壓預定范圍的下限值高于供電電壓預定最低值；?