雙絞線上傳輸直流電源的裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種雙絞線上傳輸直流電源的裝置，裝置包括：發(fā)送模塊，發(fā)送模塊包括控制端接口和控制端電源轉(zhuǎn)換器；第一連接器，第一連接器的一端與發(fā)送模塊相連；雙絞線，雙絞線的一端與第一連接器的另一端相連；第二連接器，第二連接器的一端與雙絞線的另一端相連；以及接收模塊，接收模塊與第二連接器的另一端相連，接收模塊包括采集端接口和采集端電源轉(zhuǎn)換器。本實用新型實施例的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，將高頻信號與直流電源耦合在同一對雙絞線上傳輸，減少了一對獨立的電源傳輸線路，從而大大降低了成本，當(dāng)布線距離越長時，成本優(yōu)勢越明顯。
【專利說明】雙絞線上傳輸直流電源的裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及信號傳輸【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種雙絞線上傳輸直流電源的裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展，社會信息總量呈幾何級數(shù)增長。在多媒體應(yīng)用中，高清視頻、高保真音樂能提升人們的視覺和聽覺享受，因此應(yīng)用越來越廣泛，這也為高速數(shù)據(jù)的傳輸帶來了挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的信號傳輸介質(zhì)為雙絞線、光纖和空氣(電磁波)，雙絞線傳輸是其中最具成本優(yōu)勢的傳輸方式，人們對雙絞線的使用已經(jīng)有數(shù)百年歷史，雙絞線作為信號傳輸媒介，其傳輸速率一直在不斷提高，而使用差分信號進(jìn)行串行傳輸可以降低電磁福射和避免受到電磁干擾，在遠(yuǎn)距離傳輸中具有顯著優(yōu)勢，因此高速信號傳輸通常使用差分信號進(jìn)行傳輸。在許多應(yīng)用領(lǐng)域中，需要將信號從采集器件傳送到控制器上，例如傳感器采集音視頻信號給處理器進(jìn)行處理，通常的做法是使用獨立的電源線為信號采集模塊提供工作電流，但是這樣會增加線路成本和布線復(fù)雜度。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本實用新型的目的在于提出一種雙絞線上傳輸直流電源的裝置，該裝置將高頻信號與直流電源耦合在同一對雙絞線上傳輸，減少了一對獨立的電源傳輸線路，從而大大降低了成本，當(dāng)布線距離越長時，成本優(yōu)勢越明顯。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型實施例的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，包括:發(fā)送模塊，所述發(fā)送模塊包括控制端接口和控制端電源轉(zhuǎn)換器；第一連接器，所述第一連接器的一端與所述發(fā)送模塊相連；雙絞線，所述雙絞線的一端與所述第一連接器的另一端相連；第二連接器，所述第二連接器的一端與所述雙絞線的另一端相連；以及接收模塊，所述接收模塊與所述第二連接器的另一端相連，所述接收模塊包括采集端接口和采集端電源轉(zhuǎn)換器。
[0005]根據(jù)本實用新型實施例的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，將高頻信號與直流電源耦合在同一對雙絞線上傳輸，減少了一對獨立的電源傳輸線路，從而大大降低了成本，當(dāng)布線距離越長時，成本優(yōu)勢越明顯。
[0006]在本實用新型的一個實施例中，所述雙絞線為屏蔽雙絞線，所述第一連接器和所述第二連接器包括第一至第四端口。
[0007]在本實用新型的一個實施例中，所述發(fā)送模塊還包括:與所述控制端接口相連的信號耦合器；與所述信號耦合器相連的信號濾波器，所述信號濾波器與所述第一連接器的第二至第三端口相連；與所述信號濾波器相連的電源耦合器，所述電源耦合器的第一端和第二端與所述第一連接器的第二至第三端口相連；電源濾波器，所述電源濾波器的第一端與所述第一連接器的第四端口相連，所述電源濾波器的第二端和第三端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器相連，所述電源濾波器的第四端與所述電源耦合器的第三端相連。
[0008]在本實用新型的一個實施例中，其中，所述信號耦合器包括第一電容和第二電容，所述第一電容的一端與所述控制端接口的第一端相連，所述第二電容的一端與所述控制端接口的第二端相連；所述信號濾波器包括第一共模電感和第二共模電感，所述第一共模電感的一端與所述第一電容的另一端相連，所述第一共模電感的另一端與所述第一連接器的第二端口相連，所述第二共模電感的一端與所述第二電容的另一端相連，所述第二共模電感的另一端與所述第一連接器的第三端口相連；所述電源耦合器包括第一電感和第二電感，所述第一電感的一端與所述第一連接器的第二端口相連，所述第二電感的一端與所述第一連接器的第三端口相連，所述第一電感和第二電感的另一端均相連；所述電源濾波器包括第三電容、第四電容和第一磁珠，所述第一磁珠的一端與所述第一電感的另一端相連，所述第一磁珠的另一端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第二端與所述第一連接器的第四端口相連，所述第三電容的一端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第三電容的另一端與所述第一連接器的第四端口相連，所述第四電容的一端與所述第一電感的另一端相連，所述第四電容的另一端與所述第一連接器的第四端口相連。
[0009]在本實用新型的一個實施例中，所述接收模塊還包括:與所述采集端接口相連的信號耦合器；與所述信號耦合器相連的信號濾波器，所述信號濾波器與所述第二連接器的第二至第三端口相連；與所述信號濾波器相連的電源耦合器，所述電源耦合器的第一端和第二端與所述第二連接器的第二至第三端口相連；電源濾波器，所述電源濾波器的第一端與所述第二連接器的第四端口相連，所述電源濾波器的第二端和第三端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器相連，所述電源濾波器的第四端與所述電源耦合器的第三端相連。
[0010]在本實用新型的一個實施例中，其中，所述信號耦合器包括第五電容和第六電容，所述第五電容的一端與所述采集端接口的第一端相連，所述第六電容的一端與所述采集端接口的第二端相連；所述信號濾波器包括第三共模電感和第四共模電感，所述第三共模電感的一端與所述第五電容的另一端相連，所述第三共模電感的另一端與所述第二連接器的第二端口相連，所述第四共模電感的一端與所述第六電容的另一端相連，所述第四共模電感的另一端與所述第二連接器的第三端口相連；所述電源耦合器包括第三電感和第四電感，所述第三電感的一端與所述第二連接器的第二端口相連，所述第四電感的一端與所述第二連接器的第三端口相連，所述第三電感和第四電感的另一端均相連；所述電源濾波器包括第七電容、第八電容和第二磁珠，所述第二磁珠的一端與所述第三電感的另一端相連，所述第二磁珠的另一端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第二端與所述第二連接器的第四端口相連，所述第七電容的一端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第七電容的另一端與所述第二連接器的第四端口相連，所述第八電容的一端與所述第三電感的另一端相連，所述第八電容的另一端與所述第二連接器的第四端口相連。
[0011]在本實用新型的一個實施例中，所述雙絞線為非屏蔽雙絞線，所述第一連接器和第二連接器包括第五至第六端口。
[0012]在本實用新型的一個實施例中，所述發(fā)送模塊還包括:與所述控制端接口相連的信號耦合器；與所述信號耦合器相連的信號濾波器，所述信號濾波器與所述第一連接器的第五至第六端口相連；與所述信號濾波器相連的電源耦合器，所述電源耦合器的第一端和第二端與所述第一連接器的第五至第六端口相連；電源濾波器，所述電源濾波器的第一端與所述電源耦合器的第四端相連、所述電源濾波器的第四端與所述電源耦合器的第三端相連，所述電源濾波器的第二端和第三端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器相連。
[0013]在本實用新型的一個實施例中，其中，所述信號耦合器包括第一電容和第二電容，所述第一電容的一端與所述控制端接口的第一端相連，所述第二電容的一端與所述控制端接口的第二端相連；所述信號濾波器包括第一共模電感和第二共模電感，所述第一共模電感的一端與所述第一電容的另一端相連，所述第一共模電感的另一端與所述第一連接器的第五端口相連，所述第二共模電感的一端與所述第二電容的另一端相連，所述第二共模電感的另一端與所述第一連接器的第六端口相連；所述電源耦合器，包括第一電感和第二電感，所述第一電感的一端與所述第一連接器的第五端口相連，所述第二電感的一端與所述第一連接器的第六端口相連；所述電源濾波器，包括第三電容、第四電容和第一磁珠，所述第一磁珠的一端與所述第二電感的另一端相連，所述第一磁珠的另一端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第三電容的一端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第三電容的另一端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第二端相連，所述第四電容的一端與所述第二電感的另一端相連，所述第四電容的另一端與所述第一電感的另一端相連。
[0014]在本實用新型的一個實施例中，所述接收模塊還包括:與所述采集端接口相連的信號耦合器；與所述信號耦合器相連的信號濾波器，所述信號濾波器與所述第二連接器的第五至第六端口相連；與所述信號濾波器相連的電源耦合器，所述電源耦合器的第一端和第二端與所述第二連接器的第五至第六端口相連；電源濾波器，所述電源濾波器的第一端與所述電源耦合器的第三端相連，所述電源濾波器的第二端與所述電源耦合器的第四端相連，所述電源濾波器的第三端和第四端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器相連。
[0015]在本實用新型的一個實施例中，其中，所述信號耦合器包括第五電容和第六電容，所述第五電容的一端與所述采集端接口的第一端相連，所述第六電容的一端與所述采集端接口的第二端相連；所述信號濾波器包括第三共模電感和第四共模電感，所述第三共模電感的一端與所述第五電容的另一端相連，所述第三共模電感的另一端與所述第二連接器的第五端口相連，所述第四共模電感的一端與所述第六電容的另一端相連，所述第四共模電感的另一端與所述第二連接器的第六端口相連；所述電源耦合器包括第三電感和第四電感，所述第三電感的一端與所述第二連接器的第五端口相連，所述第四電感的一端與所述第二連接器的第六端口相連；所述電源濾波器包括第七電容、第八電容和第二磁珠，所述第二磁珠的一端與所述第四電感的另一端相連，所述第二磁珠的另一端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第七電容的一端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第七電容的另一端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第二端相連，所述第八電容的一端與所述第四電感的另一端相連，所述第八電容的另一端與所述第三電感的另一端相連。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的雙絞線上傳輸直流電源的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖2是根據(jù)本實用新型一個實施例的雙絞線上傳輸直流電源的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖3是根據(jù)本實用新型一個實施例的雙絞線上傳輸直流電源的裝置的電路示意圖；
[0019]圖4是根據(jù)本實用新型另一個實施例的雙絞線上傳輸直流電源的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖5是根據(jù)本實用新型另一個實施例的雙絞線上傳輸直流電源的裝置的電路示意圖。

【具體實施方式】
[0021]下面詳細(xì)描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0022]圖1是根據(jù)本實用新型一個實施例的雙絞線上傳輸直流電源的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本實用新型實施例的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，包括:發(fā)送模塊100、第一連接器200、雙絞線300、第二連接器400和接收模塊500。
[0023]其中，發(fā)送模塊100包括控制端接口 110和控制端電源轉(zhuǎn)換器120 ;第一連接器200的一端與發(fā)送模塊100相連；雙絞線300的一端與第一連接器200的另一端相連；第二連接器400的一端與雙絞線300的另一端相連；以及接收模塊500與第二連接器400的另一端相連，接收模塊500包括采集端接口 510和采集端電源轉(zhuǎn)換器520。
[0024]具體地，在本實用新型的實施例中，發(fā)送端(即發(fā)送模塊100所在的一端)的信號驅(qū)動器(信號驅(qū)動器的作用是產(chǎn)生能夠在雙絞線300上傳輸?shù)牡蛪翰罘中盘?產(chǎn)生的差分信號依次通過控制端接口 120、信號耦合器130和信號濾波器140，經(jīng)由雙絞線300到接收端(即接收模塊500所在的一端)后，依次通過信號濾波器540和信號耦合器530之后，經(jīng)采集端接口 510到達(dá)信號接收器。在雙工工作方式中，控制端將控制信號通過控制端發(fā)送器發(fā)送給信號采集端的接收器，采集端發(fā)送器將采集到的數(shù)據(jù)傳輸給控制端接收器。
[0025]在本實用新型的實施例中，根據(jù)使用的雙絞線為屏蔽雙絞線(STP)或非屏蔽雙絞線(UTP)，直流電流的傳送方式有兩種，其一是由控制端電壓轉(zhuǎn)換器輸出的源電流通過電源濾波器后由兩個電源耦合器分成兩個支路，分別流經(jīng)兩根信號線，在信號采集端兩個支路電流通過信號耦合器后匯聚成一路，經(jīng)過電源濾波器后供給信號采集端的電壓轉(zhuǎn)換器為負(fù)載供電，板對板(Board to Board)連接的兩個板端通過屏蔽雙絞線的金屬編織屏蔽層共地連接，作為電源回流路徑。其二是由控制端電壓轉(zhuǎn)換器輸出的源電流分別通過電源濾波器和電源耦合器后流經(jīng)雙絞電纜信號線中的其中一支，在信號采集端分別經(jīng)過電源耦合器和電源濾波器后作為負(fù)載供電，返回電流通過受電端的電源濾波器和電源耦合器后經(jīng)由雙絞電纜信號線中的另一支回到供電端，通過供電端的電源耦合器和電源濾波器后回到源端。
[0026]下面分別對雙絞線300為屏蔽雙絞線(STP，Shielded Twisted Pair)和非屏蔽雙絞線(UTP，Unshielded Twisted Pair)時，雙絞線上傳輸直流電源的裝置的結(jié)構(gòu)及其內(nèi)部連接方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0027]在本實用新型的一個實施例中，雙絞線300為屏蔽雙絞線，第一連接器200和第二連接器400均包括第一至第四端口。
[0028]在本實用新型的一個實施例中，如圖2所示，發(fā)送模塊100還包括:與控制端接口110相連的信號稱合器130 ;與信號稱合器130相連的信號濾波器140,信號濾波器140與第一連接器200的第二至第三端口相連；與信號濾波器140相連的電源耦合器150，電源耦合器150的第一端和第二端與第一連接器200的第二至第三端口相連；電源濾波器160，電源濾波器160的第一端與第一連接器200的第四端口相連，電源濾波器160的第二端和第三端與控制端電源轉(zhuǎn)換器120相連，電源濾波器160的第四端與電源耦合器150的第三端相連。其中，如圖2所示，第一連接器200的端口按照從上到下的順序依次為第一端口、第二端口、第三端口和第四端口。
[0029]圖3為上述實施例對應(yīng)的雙絞線上傳輸直流電源的裝置的電路示意圖。
[0030]如圖3所不，其中，信號I禹合器130包括第一電容Cl和第二電容C2,第一電容Cl的一端與控制端接口 110的第一端相連，第二電容C2的一端與控制端接口 110的第二端相連。
[0031]信號濾波器140包括第一共模電感LOl和第二共模電感L02，第一共模電感LOl的一端與第一電容Cl的另一端相連,第一共模電感LOl的另一端與第一連接器200的第二端口相連，第二共模電感L02的一端與第二電容C2的另一端相連，第二共模電感L02的另一端與第一連接器200的第三端口相連。
[0032]電源稱合器150包括第一電感LI和第二電感L2,第一電感LI的一端與第一連接器200的第二端口相連,第二電感L2的一端與第一連接器200的第三端口相連,第一電感LI和第二電感L2的另一端均相連。
[0033]電源濾波器160包括第三電容C3、第四電容C4和第一磁珠L3,第一磁珠L3的一端與第一電感LI的另一端相連，第一磁珠L3的另一端與控制端電源轉(zhuǎn)換器120的第一端相連，控制端電源轉(zhuǎn)換器120的第二端與第一連接器200的第四端口相連，第三電容C3的一端與控制端電源轉(zhuǎn)換器120的第一端相連,第三電容C3的另一端與第一連接器200的第四端口相連，第四電容C4的一端與第一電感LI的另一端相連,第四電容C4的另一端與第一連接器200的第四端口相連。
[0034]在本實用新型的一個實施例中，如圖2所示，接收模塊500還包括:與采集端接口510相連的信號稱合器530 ;與信號稱合器530相連的信號濾波器540,信號濾波器540與第二連接器400的第二至第三端口相連；與信號濾波器540相連的電源耦合器550，電源耦合器550的第一端和第二端與第二連接器400的第二至第三端口相連；電源濾波器560，電源濾波器560的第一端與第二連接器400的第四端口相連，電源濾波器560的第二端和第三端與采集端電源轉(zhuǎn)換器520相連，電源濾波器560的第四端與電源耦合器550的第三端相連。第二連接器400的端口按照從上到下的順序依次為第一端口、第二端口、第三端口和第四端口。
[0035]具體地,如圖3所不,其中，信號I禹合器530包括第五電容C5和第六電容C6,第五電容C5的一端與采集端接口 540的第一端相連，第六電容C6的一端與采集端接口 540的第二端相連。
[0036]信號濾波器540包括第三共模電感L03和第四共模電感L04，第三共模電感L03的一端與第五電容C5的另一端相連，第三共模電感L03的另一端與第二連接器400的第二端口相連，第四共模電感L04的一端與第六電容C6的另一端相連，第四共模電感L04的另一端與第二連接器400的第三端口相連。
[0037]電源耦合器550包括第三電感L4和第四電感L5，第三電感L4的一端與第二連接器400的第二端口相連，第四電感L5的一端與第二連接器400的第三端口相連，第三電感L4和第四電感L5的另一端均相連。
[0038]電源濾波器560包括第七電容C7、第八電容C8和第二磁珠L6,第二磁珠L6的一端與第三電感L4的另一端相連,第二磁珠L6的另一端與米集端電源轉(zhuǎn)換器520的第一端相連，采集端電源轉(zhuǎn)換器520的第二端與第二連接器400的第四端口相連，第七電容C7的一端與米集端電源轉(zhuǎn)換器520的第一端相連,第七電容C7的另一端與第二連接器400的第四端口相連，第八電容C8的一端與第三電感L4的另一端相連,第八電容C8的另一端與第二連接器400的第四端口相連。
[0039]在本實用新型的實施例中，雙絞線300為屏蔽雙絞線，例如，可以是金屬編織屏蔽雙絞電纜，使用屏蔽雙絞線傳輸信號與直流電源時，在雙絞線300中，高速差分信號與電源電流的流向一致。
[0040]在本實用新型中，控制端接口 110，位于IS0/0SI參考模型中的物理層，定義了差分信號的電壓擺幅、差分阻抗、傳輸速率、傳輸距離等特性，一對高速差分信號的傳輸速率可達(dá)到百Mbps甚至IGbps以上，為減小信號反射，差分信號阻抗與雙絞線300的特性阻抗保持一致，例如，一般為100歐姆。
[0041]控制端電源轉(zhuǎn)換器120，一般采用開關(guān)式電壓調(diào)整器，為采集端器件提供恒定的供電電壓和隨負(fù)載變化的供電電流，其特點是工作效率高，輸入電壓范圍較寬。
[0042]信號耦合器130、信號耦合器530，其作用是隔離直流偏置電壓(DC Bias)和直流電流，為高速差分信號提供交流稱合。通常可采用小尺寸，低ESR(Equivalent SeriesResistance，等效串連電阻)的多層陶瓷電容作為信號耦合器，由于陶瓷電容的介電常數(shù)受偏壓影響，為保證工作可靠性，需要根據(jù)傳輸?shù)碾娫措妷哼x擇合適耐壓值的電容；當(dāng)應(yīng)用環(huán)境有防雷要求時可采用隔離線圈作為信號耦合器。
[0043]電源耦合器150、電源耦合器550，電源耦合器的作用是直流耦合，具有較小的低頻阻抗和較大的高頻阻抗，恒壓直流電流和低頻信號可以通過，而對高頻信號則呈現(xiàn)出較高阻抗，通常要求在高速差分信號工作頻率范圍內(nèi)該阻抗至少在1000歐姆以上?？墒褂枚ㄖ频牟钅６罅麟姼凶鳛殡娫瘩詈掀?，一般應(yīng)用時可以使用普通高頻電感代替，當(dāng)高速信號工作頻率范圍較寬時，可使用多個電感串聯(lián)的方式提供更寬頻率范圍的扼流作用。
[0044]信號濾波器140、信號濾波器540，空間中的各種電磁輻射易在雙絞電纜上耦合共模噪聲，采用圖2所示的傳輸方法時，由于電路具有對稱性，電源噪聲會以共模噪聲的形式傳遞到接收端，使用共模電感(L01、L02、L03、L04)作為信號濾波器以抑制共模噪聲。
[0045]電源濾波器160、電源濾波器560，可以采用高頻阻抗較大的磁珠和電容構(gòu)成的噪聲抑制器。電源線路中含有紋波、開關(guān)噪聲和數(shù)字噪聲等，磁珠具有良好的高頻抑制效果，電容可用于減小紋波和低頻噪聲。
[0046]采集端接口 510，用于接收控制端的控制信號以及發(fā)送采集到的數(shù)據(jù)。
[0047]采集端電源轉(zhuǎn)換器520，可以使用開關(guān)式電壓調(diào)整器或者低壓差線性穩(wěn)壓器。
[0048]連接器(第一連接器200、第二連接器400)，用于連接板端與傳輸電纜，即連接器通過雙絞線300將發(fā)送模塊100和接收模塊500連接起來。
[0049]在本實用新型的實施例中，信號接口產(chǎn)生的高速差分信號分別通過信號耦合器和信號濾波器，而供電設(shè)備產(chǎn)生的電源電流分別通過電源濾波器和電源耦合器，之后二者合二為一，流經(jīng)同一對雙絞電纜。
[0050]在本實用新型的實施例中，在采集端，電源電流與高速信號分支處使用星形連接，其中一支，高速差分信號通過信號濾波器和信號耦合器流向接收端，而電源電流被阻隔?’另一支路，電源電流通過電源耦合器和電源濾波器流向采集端電源轉(zhuǎn)換器520，作為負(fù)載供電電流。
[0051]在本實用新型的實施例中，采用金屬編織屏蔽雙絞電纜(即屏蔽雙絞線)時，兩根差分信號線同時傳輸電源進(jìn)給(Power Feed)電流，金屬編制屏蔽層用于傳輸電源返回(Power Return)電流；采用非屏蔽雙絞電纜(即非屏蔽雙絞線)時，差分信號線中的一支用于傳輸電源進(jìn)給電流，差分信號的另一支用于傳輸電源返回電流。
[0052]在本實用新型的另一個實施例中，雙絞線為非屏蔽雙絞線，第一連接器200和第二連接器400包括第五至第六端口。
[0053]在本實用新型的實施例中，雙絞線300為非屏蔽雙絞線，使用非屏蔽雙絞線傳輸信號與直流電源時，差分信號與電源電流的流向相反。
[0054]在本實用新型的另一個實施例中，如圖4所示，發(fā)送模塊100還包括:與控制端接口 I1相連的信號稱合器130 ;與信號稱合器130相連的信號濾波器140,信號濾波器140與第一連接器200的第五至第六端口相連；與信號濾波器140相連的電源耦合器150，電源耦合器150的第一端和第二端與第一連接器200的第五至第六端口相連；電源濾波器160，電源濾波器160的第一端與電源耦合器150的第四端相連、電源濾波器160的第四端與電源耦合器150的第三端相連，電源濾波器160的第二端和第三端與控制端電源轉(zhuǎn)換器120相連。
[0055]圖5為上述實施例對應(yīng)的雙絞線上傳輸直流電源的裝置的電路示意圖。
[0056]如圖5所不，其中，信號稱合器130包括第一電容Cl和第二電容C2,第一電容Cl的一端與控制端接口 110的第一端相連，第二電容C2的一端與控制端接口 110的第二端相連。
[0057]信號濾波器140包括第一共模電感LOl和第二共模電感L02，第一共模電感LOl的一端與第一電容Cl的另一端相連,第一共模電感LOl的另一端與第一連接器200的第五端口相連，第二共模電感L02的一端與第二電容C2的另一端相連，第二共模電感L02的另一端與第一連接器200的第六端口相連。
[0058]電源稱合器150,包括第一電感LI和第二電感L2,第一電感LI的一端與第一連接器200的第五端口相連,第二電感L2的一端與第一連接器200的第六端口相連。
[0059]電源濾波器160,包括第三電容C3、第四電容C4和第一磁珠L3,第一磁珠L3的一端與第二電感L2的另一端相連,第一磁珠L3的另一端與控制端電源轉(zhuǎn)換器120的第一端相連，第三電容C3的一端與控制端電源轉(zhuǎn)換器120的第一端相連,第三電容C3的另一端與控制端電源轉(zhuǎn)換器120的第二端相連，第四電容C4的一端與第二電感L2的另一端相連，第四電容C4的另一端與第一電感的LI另一端相連。
[0060]在本實用新型的一個實施例中，如圖4所示，接收模塊500還包括:與采集端接口510相連的信號稱合器530 ;與信號稱合器530相連的信號濾波器540,信號濾波器540與第二連接器400的第五至第六端口相連；與信號濾波器540相連的電源耦合器550，電源耦合器550的第一端和第二端與第二連接器400的第五至第六端口相連；電源濾波器560，電源濾波器560的第一端與電源耦合器550的第三端相連，電源濾波器560的第二端與電源耦合器550的第四端相連，電源濾波器560的第三端和第四端與采集端電源轉(zhuǎn)換器520相連。
[0061]具體地,如圖5所不,信號稱合器530包括第五電容C5和第六電容C6,第五電容C5的一端與采集端接口 510的第一端相連，第六電容C6的一端與采集端接口 510的第二端相連。
[0062]信號濾波器540包括第三共模電感L03和第四共模電感L04，第三共模電感L03的一端與第五電容C5的另一端相連，第三共模電感L03的另一端與第二連接器400的第五端口相連，第四共模電感L04的一端與第六電容C6的另一端相連，第四共模電感L04的另一端與第二連接器400的第六端口相連。
[0063]電源耦合器550包括第三電感L4和第四電感L5，第三電感L4的一端與第二連接器400的第五端口相連，第四電感L5的一端與第二連接器400的第六端口相連。
[0064]電源濾波器560包括第七電容C7、第八電容C8和第二磁珠L6,第二磁珠L6的一端與第四電感L5的另一端相連,第二磁珠L6的另一端與米集端電源轉(zhuǎn)換器520的第一端相連，第七電容C7的一端與米集端電源轉(zhuǎn)換器520的第一端相連,第七電容C7的另一端與米集端電源轉(zhuǎn)換器520的第二端相連,第八電容C8的一端與第四電感L5的另一端相連,第八電容C8的另一端與第三電感L4的另一端相連。
[0065]在前面所述的兩種實施例(圖2和圖3所示的第一個實施例，圖3和圖4所示的第二個實施例)中，均使用電容器作為信號耦合器，使用普通高頻電感作為電源耦合器，信號濾波器為共模電感，電源濾波器由磁珠和多個電容組成，不同點在于，相比于第二個實施例，第一個實施例具有更好的信噪比。
[0066]本實用新型實施例的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，將高頻信號與直流電源耦合在同一對雙絞線上傳輸，減少了一對獨立的電源傳輸線路，從而大大降低了成本，當(dāng)布線距離越長時，成本優(yōu)勢越明顯。
[0067]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底” “內(nèi)”、“外”、“順時針”、“逆時針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0068]此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是至少兩個，例如兩個，三個等，除非另有明確具體的限定。
[0069]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通或兩個元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。
[0070]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。
[0071]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特征進(jìn)行結(jié)合和組合。
[0072]盡管上面已經(jīng)示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本實用新型的范圍內(nèi)可以對上述實施例進(jìn)行變化、修改、替換和變型。
【權(quán)利要求】
1.一種雙絞線上傳輸直流電源的裝置，其特征在于，包括: 發(fā)送模塊，所述發(fā)送模塊包括控制端接口和控制端電源轉(zhuǎn)換器； 第一連接器，所述第一連接器的一端與所述發(fā)送模塊相連； 雙絞線，所述雙絞線的一端與所述第一連接器的另一端相連； 第二連接器，所述第二連接器的一端與所述雙絞線的另一端相連；以及接收模塊，所述接收模塊與所述第二連接器的另一端相連，所述接收模塊包括采集端接口和采集端電源轉(zhuǎn)換器。
2.如權(quán)利要求1所述的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，其特征在于，所述雙絞線為屏蔽雙絞線，所述第一連接器和所述第二連接器包括第一至第四端口。
3.如權(quán)利要求2所述的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，其特征在于，所述發(fā)送模塊還包括: 與所述控制端接口相連的信號耦合器； 與所述信號耦合器相連的信號濾波器，所述信號濾波器與所述第一連接器的第二至第三端口相連； 與所述信號濾波器相連的電源耦合器，所述電源耦合器的第一端和第二端與所述第一連接器的第二至第三端口相連； 電源濾波器，所述電源濾波器的第一端與所述第一連接器的第四端口相連，所述電源濾波器的第二端和第三端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器相連，所述電源濾波器的第四端與所述電源耦合器的第三端相連。
4.如權(quán)利要求3所述的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，其特征在于，其中， 所述信號耦合器包括第一電容和第二電容，所述第一電容的一端與所述控制端接口的第一端相連，所述第二電容的一端與所述控制端接口的第二端相連； 所述信號濾波器包括第一共模電感和第二共模電感，所述第一共模電感的一端與所述第一電容的另一端相連，所述第一共模電感的另一端與所述第一連接器的第二端口相連，所述第二共模電感的一端與所述第二電容的另一端相連，所述第二共模電感的另一端與所述第一連接器的第三端口相連； 所述電源耦合器包括第一電感和第二電感，所述第一電感的一端與所述第一連接器的第二端口相連，所述第二電感的一端與所述第一連接器的第三端口相連，所述第一電感和第二電感的另一端均相連； 所述電源濾波器包括第三電容、第四電容和第一磁珠，所述第一磁珠的一端與所述第一電感的另一端相連，所述第一磁珠的另一端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第二端與所述第一連接器的第四端口相連，所述第三電容的一端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第三電容的另一端與所述第一連接器的第四端口相連，所述第四電容的一端與所述第一電感的另一端相連，所述第四電容的另一端與所述第一連接器的第四端口相連。
5.如權(quán)利要求2所述的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，其特征在于，所述接收模塊還包括: 與所述采集端接口相連的信號耦合器； 與所述信號耦合器相連的信號濾波器，所述信號濾波器與所述第二連接器的第二至第三端口相連； 與所述信號濾波器相連的電源耦合器，所述電源耦合器的第一端和第二端與所述第二連接器的第二至第三端口相連； 電源濾波器，所述電源濾波器的第一端與所述第二連接器的第四端口相連，所述電源濾波器的第二端和第三端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器相連，所述電源濾波器的第四端與所述電源耦合器的第三端相連。
6.如權(quán)利要求5所述的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，其特征在于，其中， 所述信號耦合器包括第五電容和第六電容，所述第五電容的一端與所述采集端接口的第一端相連，所述第六電容的一端與所述采集端接口的第二端相連； 所述信號濾波器包括第三共模電感和第四共模電感，所述第三共模電感的一端與所述第五電容的另一端相連，所述第三共模電感的另一端與所述第二連接器的第二端口相連，所述第四共模電感的一端與所述第六電容的另一端相連，所述第四共模電感的另一端與所述第二連接器的第三端口相連； 所述電源耦合器包括第三電感和第四電感，所述第三電感的一端與所述第二連接器的第二端口相連，所述第四電感的一端與所述第二連接器的第三端口相連，所述第三電感和第四電感的另一端均相連； 所述電源濾波器包括第七電容、第八電容和第二磁珠，所述第二磁珠的一端與所述第三電感的另一端相連，所述第二磁珠的另一端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第二端與所述第二連接器的第四端口相連，所述第七電容的一端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第七電容的另一端與所述第二連接器的第四端口相連，所述第八電容的一端與所述第三電感的另一端相連，所述第八電容的另一端與所述第二連接器的第四端口相連。
7.如權(quán)利要求1所述的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，其特征在于，所述雙絞線為非屏蔽雙絞線，所述第一連接器和第二連接器包括第五至第六端口。
8.如權(quán)利要求7所述的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，其特征在于，所述發(fā)送模塊還包括: 與所述控制端接口相連的信號耦合器； 與所述信號耦合器相連的信號濾波器，所述信號濾波器與所述第一連接器的第五至第六端口相連； 與所述信號濾波器相連的電源耦合器，所述電源耦合器的第一端和第二端與所述第一連接器的第五至第六端口相連； 電源濾波器，所述電源濾波器的第一端與所述電源耦合器的第四端相連、所述電源濾波器的第四端與所述電源耦合器的第三端相連，所述電源濾波器的第二端和第三端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器相連。
9.如權(quán)利要求8所述的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，其特征在于，其中， 所述信號耦合器包括第一電容和第二電容，所述第一電容的一端與所述控制端接口的第一端相連，所述第二電容的一端與所述控制端接口的第二端相連； 所述信號濾波器包括第一共模電感和第二共模電感，所述第一共模電感的一端與所述第一電容的另一端相連，所述第一共模電感的另一端與所述第一連接器的第五端口相連，所述第二共模電感的一端與所述第二電容的另一端相連，所述第二共模電感的另一端與所述第一連接器的第六端口相連； 所述電源耦合器，包括第一電感和第二電感，所述第一電感的一端與所述第一連接器的第五端口相連，所述第二電感的一端與所述第一連接器的第六端口相連； 所述電源濾波器，包括第三電容、第四電容和第一磁珠，所述第一磁珠的一端與所述第二電感的另一端相連，所述第一磁珠的另一端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第三電容的一端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第三電容的另一端與所述控制端電源轉(zhuǎn)換器的第二端相連，所述第四電容的一端與所述第二電感的另一端相連，所述第四電容的另一端與所述第一電感的另一端相連。
10.如權(quán)利要求7所述的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，其特征在于，所述接收模塊還包括: 與所述采集端接口相連的信號耦合器； 與所述信號耦合器相連的信號濾波器，所述信號濾波器與所述第二連接器的第五至第六端口相連； 與所述信號濾波器相連的電源耦合器，所述電源耦合器的第一端和第二端與所述第二連接器的第五至第六端口相連； 電源濾波器，所述電源濾波器的第一端與所述電源耦合器的第三端相連，所述電源濾波器的第二端與所述電源耦合器的第四端相連，所述電源濾波器的第三端和第四端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器相連。
11.如權(quán)利要求10所述的雙絞線上傳輸直流電源的裝置，其特征在于，其中， 所述信號耦合器包括第五電容和第六電容，所述第五電容的一端與所述采集端接口的第一端相連，所述第六電容的一端與所述采集端接口的第二端相連； 所述信號濾波器包括第三共模電感和第四共模電感，所述第三共模電感的一端與所述第五電容的另一端相連，所述第三共模電感的另一端與所述第二連接器的第五端口相連，所述第四共模電感的一端與所述第六電容的另一端相連，所述第四共模電感的另一端與所述第二連接器的第六端口相連； 所述電源耦合器包括第三電感和第四電感，所述第三電感的一端與所述第二連接器的第五端口相連，所述第四電感的一端與所述第二連接器的第六端口相連； 所述電源濾波器包括第七電容、第八電容和第二磁珠，所述第二磁珠的一端與所述第四電感的另一端相連，所述第二磁珠的另一端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第七電容的一端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第一端相連，所述第七電容的另一端與所述采集端電源轉(zhuǎn)換器的第二端相連，所述第八電容的一端與所述第四電感的另一端相連，所述第八電容的另一端與所述第三電感的另一端相連。
【文檔編號】H04B3/03GK204190763SQ201420570206
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月29日
【發(fā)明者】辜金偉 申請人:比亞迪股份有限公司