[发明专利]通信设备和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于在通过有源连接线连接的“主”传输器和至少一个“从属”传输器之间的双向同时数字通信的设备和方法(将传输器定义为发射器/接收器对)。

该通信设备和方法的一个应用涉及至少两个设备之间经由单个连接器(例如电子钥匙和电子锁)的接口连接。

背景技术

存在大量能够使得几个电子系统进行通信的技术。对具体技术的选择依赖于环境的技术约束，例如：传输速度、系统之间的距离、可用于传输装置的电功率、通信介质(无线、红外、有线等)及其特性(被屏蔽的线缆、光纤等)。

专利US5,619,066和US5,517,015描述了在主系统(主机)和从属系统(模块)之间的单线上的通信设备和方法。

另一种已知的通信方法是“半双工”通信。主系统向从属系统发送能量和信息。从属系统积累数据和能量。从属系统使用先前所积累的能量向主系统发送其信息。

这些解决方案存在缺点，尤其是其(受到了)考虑涉及所发送的功率和成本的严重限制。从由主系统(主机)所发送的信号中恢复的能量实际上被存储在电容器中。在集成电路中使用较高容值的电容器(几毫微法)是比较昂贵的。此外，电容器的使用伴随有残留波动，这与数字技术是不相容的。

最后，诸如电话机的另一已知通信设备可被用于双向同时数据传输和能量传输。电话线的持续极化为用户的电话装置远程提供电源。上行线路信号(从公共网络到用户的电话装置)和下行线路信号(从用户的电话装置到公共网络)的组合形成了合成电压信号。可以通过了解该合成信号和上行线路或下行线路两个信号中的一个来分别生成下行线路或上行线路信号。

发明内容

在下面的所有描述中，所述传输器意指发射器/接收器对。

本发明的一个目的是提出一种用于在通过有源连接线连接的主传输器和至少一个从属传输器之间的双向同时数字通信的设备和方法，其不具有现有技术的缺点，特别是，其不需要诸如电容器的能量存储装置。

根据本发明，通过一种基于两种不同的物理和电子量(即电压和电流)的使用而用于双向同时数字通信的设备和方法来实现该目的。

由主传输器发送到从属传输器的主信号(S1)是电压(VCL)的数字调制(逻辑0或1)。由从属传输器发送到主传输器的从属信号(S2)是电流(ICL)的数字调制(逻辑0或1)。

根据本发明的实现的第一模式，包含在主信号S1中的数字信息包括初始化信号、同步信号和数据。

根据本发明的实现的第二模式，所述主信号也包括能量传送。

下面的表格示出了电压VCL和电流ICL的各种数字调制值：

当主传输器发送与惯例的逻辑1(即X伏)对应的主信号S1时，从属传输器可以消耗与惯例的逻辑1对应的YmA的电流或者与逻辑0对应而不消耗电流。

因此，无论何时主传输器发送与逻辑1或X伏对应的主信号S1，从属传输器都可以发送从属信号S2。对主信号S1的适当编码将使得以全双工模式来发送传输时钟和数据。

更具体而言，本发明涉及包括通过有源连接线连接到至少一个从属传输器的主传输器的双向通信设备，该主传输器和从属传输器具有公共参考，所述主传输器可以向从属传输器发送主信号，且所述从属传输器可以向主传输器发送从属信号，其特征在于：所述主信号是电压的数字调制，而所述从属信号是电流的数字调制。

根据本发明的第一模式，所述主和从属传输器被连接到电源。所述主信号包括传输时钟和数据。

根据本发明的第二模式，仅有所述主传输器被连接到电源，该主传输器向从属传输器发送经极化的主信号。该经极化的主信号包括传输时钟、数据和能量。

本发明也涉及一种用于在通过有源连接线而连接的主传输器和至少一个从属传输器之间的双向通信的方法，包括如下步骤：

a)发送主信号，该主信号是电压的数字调制，以及

b)发送从属信号，该从属信号是电流的数字调制。

根据本发明的第一模式，所述主信号包括传输时钟和数据。

根据本发明的实现的第二模式，该方法也包括步骤：在从主传输器向从属传输器发送所述主信号的步骤之前，将该主信号极化(电压偏置)，作为结果的主信号是电压的数字调制，其中包括传输时钟、数据和能量。根据本发明的实现的第二模式，该方法也包括用于极化(电流偏置)所述从属信号的步骤。