[发明专利]一种基于差分耦合的低压直流载波通信电路及其实现方法

说明书

本发明公开了一种基于差分耦合的低压直流载波通信电路，包括依次连接的差分信号耦合电路、差分信号收发芯片和微处理芯片；差分信号耦合电路与直流输电线连接，差分信号耦合电路与直流输电线之间并联宽输入降压DC‑DC模块。本发明还公开了一种基于差分耦合的低压直流载波通信电路的实现方法。本发明具有结构简单、造价便宜、低压直流载波数据通信、载波通信电压范围宽、耦合方式简易、抗干扰能力强、通信稳定、通信速率快、通信带载节点数多、通信距离长等特点。

技术领域

本发明涉及载波通信技术，具体来说是一种基于差分耦合的低压直流载波通信电路及其实现方法。

背景技术

目前市面上交流载波通信技术较成熟、应用较广泛，但直流载波通信的应用受到技术的成熟度和实现的复杂度在市面上还没有大范围的应用。我们采取的利用差分信号在直流输电线上的耦合技术实现了直流载波数据通信，该技术其具有电路构造简单、载波直流电压范围宽、耦合方式简易、抗干扰能力强、通信稳定、通信带载节点数多、通信速率高、通信距离远等特点适合应用于现有的直流输电线上实现各设备节点间通过直流输电线进行载波数据通信。故现有技术中直流载波通信存在的技术问题：

1、现有直流载波通信中，受限于载波调制的方式导致载波通信速率较低；

2、现有直流载波通信中，载波通信适应的直流输电电压范围较小；

3、现有直流载波通信中，载波耦合方式较复杂且对直流输电线供电功率及电压范围有限制。

发明内容

本发明的目的在于克服以上现有技术存在的不足，提供了一种结构简单、造价便宜、低压直流载波数据通信、载波通信电压范围宽、耦合方式简易、抗干扰能力强、通信稳定、通信速率快、通信带载节点数多、通信距离长的基于差分耦合的低压直流载波通信电路。

本发明的另一目的在于提供一种基于差分耦合的低压直流载波通信电路的实现方法。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：一种基于差分耦合的低压直流载波通信电路，包括依次连接的差分信号耦合电路、差分信号收发芯片和微处理芯片；差分信号耦合电路与直流输电线连接，差分信号耦合电路与直流输电线之间并联宽输入降压DC-DC模块。

所述差分信号耦合电路包括D+端差分信号耦合电容和D-端差分信号耦合电容，D+端差分信号耦合电容与直流输电线的正极连接，D-端差分信号耦合电容与直流输电线的负极连接，D+端差分信号耦合电容和D-端差分信号耦合电容之间并联宽输入降压DC-DC模块；D+端差分信号耦合电容与电阻R1一端、差分信号收发芯片连接，电阻R1另一端与D+端差分信号负载电感一端连接，D+端差分信号负载电感另一端接地；D-端差分信号耦合电容与电阻R3一端、差分信号收发芯片连接，电阻R3另一端与D-端差分信号负载电感一端连接，D-端差分信号负载电感另一端接地。

所述直流输电线与D+端差分信号耦合电容和D-端差分信号耦合电容之间设有共模滤波电感T1。

所述D+端差分信号负载电感接地端与电阻R1一端之间设有D+端差分信号TVS过压防护管，D-端差分信号负载电感接地端与电阻R2一端之间设有D-端差分信号TVS过压防护管。

所述D+端差分信号TVS过压防护管与差分信号收发芯片连接处连接D+端差分信号上拉电阻的一端，D+端差分信号上拉电阻的另一端接电源+5V；D-端差分信号TVS过压防护管与差分信号收发芯片连接处连接D-端差分信号下拉电阻的一端，D-端差分信号下拉电阻的另一端接地。

所述电阻R1和电阻R3阻值相等，D+端差分信号负载电感和D-端差分信号负载电感相等。

上述的基于差分耦合的低压直流载波通信电路的实现方法，包括以下步骤：

(1)、D+端差分信号耦合电容和D-端差分信号耦合电容从直流输电线上获取直流电及差分载波信号；