用于電力線通信調(diào)制解調(diào)器接口的誤差校正的制作方法
【專利說明】用于電力線通信調(diào)制解調(diào)器接口的誤差校正
[000。相關(guān)申請
[0002] 本申請要求于2012年11月7日提交的美國臨時申請No.61/723, 769和于2013 年3月15日提交的美國申請No.13/841,997的優(yōu)先權(quán)權(quán)益。
【背景技術(shù)】
[0003] 本發(fā)明主題的各實施例一般設(shè)及通信系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其設(shè)及電力線通信電源和調(diào)制 解調(diào)器接口系統(tǒng)中的誤差校正。
[0004] 電傳輸和配送線通常被用于從發(fā)電機向建筑物、住宅、和其它基礎(chǔ)設(shè)施提供電力。 電力在傳輸線上W高電壓傳送，并使用電力線W低得多的電壓被配送到建筑物和其他結(jié) 構(gòu)。除了提供電力之外，電力線還可被用來在建筑物和其他結(jié)構(gòu)內(nèi)實現(xiàn)電力線通信。電力 線通信提供用于將電子設(shè)備聯(lián)網(wǎng)在一起并且用于將該些電子設(shè)備連接到因特網(wǎng)的手段。例 如，HomePlug液設(shè)備可用于進行對電力線寬帶通信使用IE邸P1901標準的有線寬帶聯(lián) 網(wǎng)。
[0005] 概述
[0006] 公開了用于電力線通信電源和調(diào)制解調(diào)器接口系統(tǒng)中的誤差校正的各個實施例。 在一些實施例中，一種誤差校正單元，包括；校正信號生成單元，其被配置成接收輸入AC線 路循環(huán)信號、從輸入AC線路循環(huán)信號生成誤差校正信號W及將誤差校正信號與輸入AC線 路循環(huán)信號的采樣求和W減少來自與輸入AC線路循環(huán)信號相關(guān)聯(lián)的動態(tài)負載效應(yīng)的信號 崎變；W及濾波器單元，其被配置成對來自校正信號生成單元的輸出進行濾波并進行放大 W生成具有減少的信號崎變的經(jīng)校正的AC線路循環(huán)信號。
[0007] 在一些實施例中，誤差校正單元進一步包括零交叉檢測器單元，其被配置成從經(jīng) 校正的AC線路循環(huán)信號中提取AC零交叉信號。
[0008] 在一些實施例中，校正信號生成單元包括運算放大器，其被配置成從輸入AC線路 循環(huán)信號生成誤差校正信號。
[0009] 在一些實施例中，運算放大器被配置在差分輸入模式和反相放大器輸出模式中。
[0010] 在一些實施例中，來自與輸入AC線路循環(huán)信號相關(guān)聯(lián)的動態(tài)負載效應(yīng)的信號崎 變包括疊加在輸入AC線路循環(huán)信號上的一個或多個電壓降。
[0011] 在一些實施例中，校正信號生成單元被進一步配置成生成包括疊加在輸入AC線 路循環(huán)信號上的一個或多個電壓降的初始校正信號；W及對初始校正信號進行放大和取逆 W產(chǎn)生誤差校正信號，其中誤差校正信號包括與疊加在輸入AC線路循環(huán)信號上的一個或 多個電壓降對應(yīng)的一個或多個電壓脈沖，其中誤差校正信號的一個或多個電壓脈沖的幅值 約等于輸入AC線路循環(huán)信號的對應(yīng)的一個或多個電壓降的幅值，并且其中誤差校正信號 的一個或多個電壓脈沖的極性與輸入AC線路循環(huán)信號的對應(yīng)的一個或多個電壓降的極性 相反。
[0012] 在一些實施例中，校正信號生成單元包括求和單元，其被配置成將誤差校正信號 與輸入AC線路循環(huán)信號的采樣求和W將疊加在輸入AC線路循環(huán)信號上的一個或多個電壓 降的幅值最小化。
[0013] 在一些實施例中，濾波器單元包括運算放大器，其被配置成作為帶通濾波器和放 大器來操作，其中該運算放大器生成經(jīng)校正的AC線路循環(huán)信號。
[0014] 在一些實施例中，一種電力線調(diào)制解調(diào)器包括：偏置單元，其被配置成從在電力線 調(diào)制解調(diào)器處接收到的復(fù)合電力線通信任LC)信號中提取PLC信號，并從該復(fù)合PLC信號 中提取用AC零交叉信號調(diào)制的DC功率信號；誤差校正單元，其被配置成處理AC零交叉信 號W減少來自與電力線調(diào)制解調(diào)器相關(guān)聯(lián)的動態(tài)負載效應(yīng)的信號崎變；W及零交叉檢測 器，其被配置成從誤差校正單元接收經(jīng)處理的AC零交叉信號并且從經(jīng)處理的AC零交叉信 號中提取零交叉信息。
[0015] 在一些實施例中，誤差校正單元被進一步配置成從AC零交叉信號生成誤差校正 信號；W及將誤差校正信號與AC零交叉信號的采樣求和。
[0016] 在一些實施例中，誤差校正單元被進一步配置成對誤差校正信號與AC零交叉信 號的采樣的求和結(jié)果進行濾波和放大W生成經(jīng)處理的AC零交叉信號。
[0017] 在一些實施例中，誤差校正單元被進一步配置成生成包括疊加在AC零交叉信號 上的一個或多個電壓降的初始校正信號，其中該一個或多個電壓降表示來自與電力線調(diào)制 解調(diào)器相關(guān)聯(lián)的動態(tài)負載效應(yīng)的信號崎變；W及對初始校正信號進行放大和取逆W產(chǎn)生誤 差校正信號，其中該誤差校正信號包括與疊加在AC零交叉信號上的一個或多個電壓降對 應(yīng)的一個或多個電壓脈沖，其中誤差校正信號的一個或多個電壓脈沖的幅值約等于AC零 交叉信號的對應(yīng)的一個或多個電壓降的幅值，并且其中誤差校正信號的一個或多個電壓脈 沖的極性與AC零交叉信號的對應(yīng)的一個或多個電壓降的極性相反。
[0018] 在一些實施例中，零交叉檢測器被進一步配置成對經(jīng)處理的AC零交叉信號進行 采樣W生成表示PLC信號的零交叉的定時的零交叉信息。
[0019] 在一些實施例中，一種裝置包括電源處理單元，其被配置成從接收自電力線通信 任LC)網(wǎng)絡(luò)的AC電力線信號生成DC功率信號；確定與接收到的AC電力線信號相關(guān)聯(lián)的AC 零交叉信號；將AC零交叉信號調(diào)制到DC功率信號上W生成經(jīng)調(diào)制DC功率信號；從AC電 力線信號中提取PLC信號；生成包括PLC信號和經(jīng)調(diào)制DC功率信號的復(fù)合PLC信號；W及 電力線調(diào)制解調(diào)器，其被配置成從接收自電源處理單元的復(fù)合化C信號中提取PLC信號；從 復(fù)合PLC信號中提取經(jīng)調(diào)制DC功率信號；從經(jīng)調(diào)制DC功率信號中提取AC零交叉信號；處 理AC零交叉信號W減少來自與電力線調(diào)制解調(diào)器相關(guān)聯(lián)的動態(tài)負載效應(yīng)的信號崎變；W 及至少部分地基于從經(jīng)處理的AC零交叉信號中確定的零交叉信息來處理PLC信號。
[0020] 在一些實施例中，電源處理單元經(jīng)由兩線連接器禪合至電力線調(diào)制解調(diào)器。
[0021] 在一些實施例中，電源處理單元經(jīng)由多線連接器禪合至電力線調(diào)制解調(diào)器。
[0022] 在一些實施例中，電源處理單元包括整流器，其被配置成生成包括DC功率分量和 經(jīng)疊加的AC波紋分量的經(jīng)整流信號；變壓器，其被配置成步進降低經(jīng)整流信號W產(chǎn)生低電 壓經(jīng)整流信號；W及濾波器，其被配置成對低電壓經(jīng)整流信號進行濾波W將AC波紋分量最 小化并產(chǎn)生DC功率信號。
[0023] 在一些實施例中，電源處理單元進一步包括電力線采樣單元，其被配置成生成AC 電力線信號的采樣W產(chǎn)生AC零交叉信號。
[0024] 在一些實施例中，電源處理單元進一步包括輸出采樣單元，其被配置成提供經(jīng)調(diào) 制DC功率信號的采樣作為對電源處理單元的求和單元的反饋；該求和單元被配置成將接 收自電力線采樣單元的AC零交叉信號與經(jīng)調(diào)制DC功率信號的采樣進行組合W產(chǎn)生反饋信 號；W及電壓調(diào)節(jié)器，其被配置成至少部分地基于反饋信號來維持DC功率信號的穩(wěn)定性； W及將反饋信號與經(jīng)整流信號禪合W將AC零交叉信號調(diào)制到DC功率信號上。
[00巧]在一些實施例中，電壓調(diào)節(jié)器包括開關(guān)模式控制器，其被配置成至少部分地基于DC功率信號的采樣與闊值DC信號之差來生成誤差信號；至少部分地基于誤差信號來生成 切換波形；W及將切換波形應(yīng)用于與電源處理單元相關(guān)聯(lián)的切換設(shè)備W控制DC功率信號 的幅值。在一些實施例中，開關(guān)模式控制器包括與脈寬調(diào)制器禪合的比較器，并且其中開關(guān) 模式控制器被配置成從輸出采樣單元接收DC功率信號的采樣和AC零交叉信號；將DC功率 信號的采樣與闊值DC信號作比較；響應(yīng)于確定DC功率信號超過闊值DC信號而生成第一電 壓電平的誤差信號；響應(yīng)于確定DC功率信號在闊值DC信號處或在其W下而生成第二電壓 電平的誤差信號；W及將誤差信號提供給脈寬調(diào)制器；并且其中脈寬調(diào)制器被配置成至少 部分地基于誤差信號來生成切換波形；W及將切換波形應(yīng)用于切換設(shè)備W控制DC功率信 號的幅值。
[0026] 在一些實施例中，電源處理單元包括偏置單元，其中該偏置單元被配置成將化C 信號與經(jīng)調(diào)制DC功率信號禪合W生成復(fù)合PLC信號；W及將該復(fù)合PLC信號提供給與電力 線調(diào)制解調(diào)器相關(guān)聯(lián)的對應(yīng)的偏置單元。
[0027] 在一些實施例中，電力線調(diào)制解調(diào)器包括偏置單元，其被配置成從復(fù)合PLC信號 中移除經(jīng)調(diào)制DC功率信號W產(chǎn)生PLC信號。
[0028] 在一些實施例中，電力線調(diào)制解調(diào)器進一步包括誤差校正單元，其被配置成生成 包括與疊加在AC零交叉信號上的一個或多個電壓降對應(yīng)的一個或多個電壓脈沖的誤差校 正信號，其中該一個或多個電壓降表示來自與電力線調(diào)制解調(diào)器相關(guān)聯(lián)的動態(tài)負載效應(yīng)的 信號崎變，其中誤差校正信號的一個或多個電壓脈沖的幅值約等于AC零交叉信號的對應(yīng) 的一個或多個電壓降的幅值，其中誤差校正信號的一個或多個電壓脈沖的極性與AC零交 叉信號的對應(yīng)的一個或多個電壓降的極性相反；W及對AC零交叉信號的采樣與誤差校正 信號進行求和W減少疊加在AC零交叉信號上的一個或多個電壓降。
[0029] 在一些實施例中，誤差校正單元被進一步配置成對AC零交叉信號的采樣與誤差 校正信號的求和結(jié)果進行濾波和放大W生成具有減少的信號崎變的經(jīng)處理AC零交叉信 號。
[0030] 在一些實施例中，電力線調(diào)制解調(diào)器進一步包括零交叉檢測器，其被配置成對經(jīng) 處理的AC零交叉信號進行采樣W生成表示AC電力線信號的零交叉的定時的零交叉信息。
[0031] 在一些實施例中，一種方法，包括：在網(wǎng)絡(luò)設(shè)備處經(jīng)由電力線通信（PLC)網(wǎng)絡(luò)來接 收輸入AC線路循環(huán)信號；從輸入AC線路循環(huán)信號生成誤差校正信號，W及將誤差校正信號 與輸入AC線路循環(huán)信號的采樣求和W減少來自與輸入AC線路循環(huán)信號相關(guān)聯(lián)的動態(tài)負載 效應(yīng)的信號崎變；W及將誤差校正信號與輸入AC線路循環(huán)信號的采樣的求和結(jié)果進行濾 波和放大W生成具有減少的信號崎變的經(jīng)校正AC線路循環(huán)信號。
[0032] 在一些實施例中，該方法進一步包括從經(jīng)校正AC線路循環(huán)信號提取與輸入AC線 路循環(huán)信號相關(guān)聯(lián)的零交叉信息。
[0033] 在一些實施例中，所述從輸入AC線路循環(huán)信號生成誤差校正信號包括生成包括 疊加在輸入AC線路循環(huán)信號上的一個或多個電壓降的初始校正信號，其中該一個或多個 電壓降表示來自與輸入AC線路循環(huán)信號相關(guān)聯(lián)的動態(tài)負載效應(yīng)的信號崎變；W及對初始 校正信號進行放大和取逆W產(chǎn)生誤差校正信號，其中該誤差校正信號包括與疊加在輸入AC 線路循環(huán)信號上的一個或多個電壓降對應(yīng)的一個或多個電壓脈沖，其中誤差校正信號的一 個或多個電壓脈沖的幅值約等于輸入AC線路循環(huán)信號的對應(yīng)的一個或多個電壓降的幅 值，并且其中誤差校正信號的一個或多個電壓脈沖的極性與輸入AC線路循環(huán)信號的對應(yīng) 的一個或多個電壓降的極性相反。
[0034] 在一些實施例中，該方法進一步包括將誤差校正信號與輸入AC線路循環(huán)信號的 采樣求和W將疊加在輸入AC線路循環(huán)信號上的一個或多個電壓降的幅值最小化。
[00巧]附圖簡述
[0036] 通過參考附圖，可W更好地理解本發(fā)明的諸實施例并使眾多目的、特征和優(yōu)點為 本領(lǐng)域技術(shù)人員所顯見。
[0037] 圖1是解說利用兩線連接來傳送功率、PLC信號和零交叉信息的電力線通信電源 和調(diào)制解調(diào)器接口機制的一個示例的示例概念圖；
[0038] 圖2是解說根據(jù)一些實施例的電源處理單元和PLC調(diào)制解調(diào)器單元的偏置電路的 一個實施例的示例電路圖；
[0039] 圖3是解說電源和零交叉生成單元的一個示例的框圖；
[0040] 圖4是解說電源和零交叉生成單元的一個實施例的示例電路圖；
[0041] 圖5是解說用于將零交叉信號調(diào)制到DC功率信號上并生成復(fù)合PLC信號的示例 操作的流程圖；
[0042] 圖6是圖5的繼續(xù)并且也解說用于將零交叉信號調(diào)制到DC功率信號上并生成復(fù) 合PLC信號的示例操作；
[0043] 圖7是誤差校正單元的一個實施例的示例框圖；
[0044] 圖8是解說誤差校正單元的一個實施例的示例電路圖；
[004引圖9是解說用于從復(fù)合PLC信號中提取零交叉信息的示例操作的流程圖擬及
[0046]圖10是解說包括利用兩線連接來傳送功率、PLC信號和零交叉信息的電力線通信 電源和調(diào)制解調(diào)器接口的系統(tǒng)的一個實施例的框圖。
[0047](諸）實施例描述
[0048]W下描述包括體現(xiàn)本發(fā)明主題內(nèi)容的技術(shù)的示例性系統(tǒng)、方法、技術(shù)、指令序列、 W及計算機程序產(chǎn)品。然而應(yīng)理解，所描述的實施例在沒有該些具體細節(jié)的情況下也可實 踐。例如，盡管各示例是指實現(xiàn)針對電力線通信系統(tǒng)的具有禪合至功率出口的兩線電源的 電力線通信電源和調(diào)制解調(diào)器接口機制，但在其它實施例中，電力線通信電源和調(diào)制解調(diào) 器接口機制可包括禪合至功率出口的=線電源。在其他實例中，公知的指令實例、協(xié)議、結(jié) 構(gòu)和技術(shù)未被詳細示出W免混淆本描述。
[0049] 電力線通信任LC)調(diào)制解調(diào)器可W經(jīng)由電力線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)電力線通信。PLC調(diào)制 解調(diào)器通常被包括在作為自包含單元的PLC適配器模塊內(nèi)，該PLC適配器模塊包括集成電 源、零交叉檢測器（例如，用于相對于AC線路循環(huán)頻率來使PLC傳輸排隊）、PLC調(diào)制解調(diào) 器、和其它信號處理組件。PLC適配器模塊通常經(jīng)由功率出口禪合至電力線網(wǎng)絡(luò)，并且還經(jīng) 由主機接口（例如，W太網(wǎng)）禪合至主機設(shè)備W提供經(jīng)由電力線網(wǎng)絡(luò)接收到的數(shù)據(jù)。
[0050]隨著電力線通信得到更廣泛的接受度，實現(xiàn)其它