本发明专利技术公开了一种用于在两个电子设备之间在单对导线上传输功率、测量信号和通信信号的新技术。主机设备通过单对导线向传感器设备供应功率。传感器设备获取交流测量信号。传感器设备通过调制导线对上的功率信号的电流分量来传输交流测量信号。主机设备解调导线对上的功率信号的电流分量以恢复交流测量信号。传感器设备产生包括传感器通信信号的串行位流，并用出现在导线对上的功率信号的电压或电流分量对其调制。主机设备恰当地解调功率信号以恢复包括传感器通信信号的串行位流。主机设备还可以产生包括主机通信信号的串行位流。主机设备以导线对上的功率信号的另一分量（电流或电压分量）调制串行位流。传感器设备恰当地解调功率信号以恢复包括主机通信信号的串行位流。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术一般地涉及电子设备，更具体地说，本专利技术涉及在两个电子设备之间只使用单对导线提供功率、引导模拟测量信号和引导通信信号的新技术。
技术介绍
迄今为止，还不存在在单对导线上提供功率、引导测量信号和引导通信信号的已知技术。
技术实现思路
本专利技术是一种用于在两个电子设备之间在单对导线上提供功率、并由此引导测量信号和通信信号的新技术。根据本专利技术的一个优选实施例，第一电子设备通过两条导线电连接到第二电子设备。第一电子设备通过两条导线向第二电子设备供应功率。模拟测量信号可以从第二电子设备被发送到第一电子设备。为此，第二电子设备产生感兴趣的模拟信号并且用出现在导线对上的功率信号的电流分量对其电流调制。第一电子设备解调出现在导线对上的功率信号的调制的电流分量以再现感兴趣的模拟信号。可以在第一和第二电子设备之间交换通信信号。在单向通信方案中，可以这样来完成通信，即通过用出现在导线对上的功率信号的电压或电流分量来电压或电流调制数字通信信号，并且在其它设备上解调所述功率信号的电压或电流调制的分量以恢复数字通信信号。在双向通信方案中，可以这样来完成通信，即通过电压调制出现在导线对上的电压信号以表示在设备之间的一个方向上的通信，并且通过电流调制出现在导线对上的功率信号的电流分量以表示在设备之间的相反的方向上的通信。所述两条导线的功率、信号和通信传输技术可以用于例如具有传感模拟信号的测量探头的系统，所述模拟信号被上载到主机仪器上以被转换为感兴趣的测量值并被进一步处理。测量探头和测试仪器可以仅由两条导线相连，功率、模拟测量信号和双向通信信号在所述两条导线上传输。附图说明当与附图一起考虑时，通过参照如下详细的描述，对本专利技术的更完整的认识和本专利技术的很多伴随的优点将会更清楚并且被更好地理解，附图中相似的符号指示相同或类似的元件，其中图1是实现本专利技术的两条导线功率、测量和通信信号传输技术的系统的第一实施例的上层方框图；图2A是图示了由根据图1的第一系统实施例实现的传感器设备执行的方法的示例实施例的操作流程图；图2B是图示了由根据图1的第一系统实施例实现的主机设备执行的方法的示例实施例的操作流程图；图3是实现本专利技术的两条导线功率、测量和通信信号传输技术的系统的另一个实施例的上层方框图；图4A是图示了由根据图3的第二系统实施例实现的传感器设备执行的方法的示例实施例的操作流程图；图4B是图示了由根据图3的第二系统实施例实现的主机设备执行的方法的示例实施例的操作流程图；图5是经由单对导线和主机设备可耦合的传感器设备中的电子设备的优选实施例的示意图；图6是通过单对导线和图5的传感器设备可耦合的主机设备中的电子设备的优选实施例的示意图；和图7是图示了图6的主机设备和图5的传感器设备之间信号传送的操作流程图。具体实施例方式以下详细描述新的两条导线功率、测量和通信信号传输技术。尽管本专利技术根据具体的说明性的实施例来描述，但是应该理解到这里描述的实施例只是作为例子，本专利技术的范围并不因此而受到限制。1.一般实施例现在详细描述附图，图1是实现本专利技术的两条导线功率、测量和通信信号传输技术的系统15的上层方框图。系统15包括主机设备20和传感器设备60。传感器设备60经由包括第一导线14和第二导线16的单对导线12连接到主机设备20。a.功率能力主机设备20包括具有第一功率源41和第二功率源42的功率模块40。在图示的实施例中，第一功率源41和第二功率源42分别由电源和电路接地实现。但是应该意识到第一功率源41和第二功率源42可以根据其它公知的功率标准而有其它不同的实现。传感器设备60包括含有第一功率源节点81和第二功率源节点82的功率模块80。第一功率源节点81和第二功率源节点82必须被连接到外部功率源(例如主机设备20中的第一功率源41和第二功率源42)以在传感器设备60内作为功率源操作。根据本专利技术，导线对12的第一导线14在第一端电连接到位于主机设备20内的第一功率源41，并在第二端电连接到传感器设备60内的第一功率源节点81。第二导线16在第一端电连接到位于主机设备20内的第二功率源42，并在第二端电连接到传感器设备60内的第二功率源节点82。在本优选实施例中，第一功率源41是产生相对于电路接地的电压VCC的可变电源，第二功率源42是电路地。在所述容量中，单对导线12以电压分量VPWR44和电流分量IPWR45向传感器设备60提供功率PWR 43。b.测量能力传感器设备60包括测量信号处理模块70，其包括测量电路72和电流调制器74。测量电路72传感或接收AC信号71或者对AC信号71进行其它处理。测量电路72将处理过的AC信号73传递到电流调制器74。电流调制器74通过在由导线14和16组成的环路中的DC电流上加入AC分量来对处理过的AC信号73电流调制。主机设备20包括测量信号处理模块30，其包括电流—电压转换模块、解调器31和测量处理电路33。电流—电压转换模块和解调器31接收出现在导线对12上的功率信号43的调制的电流分量44，从调制的电流分量44解调出处理过的AC信号32并且将解调出的处理过的AC信号32传递到测量处理电路33以进一步处理和分析。在此所述能力中，单对导线12操作以将测量信号73从传感器设备60引导到主机设备20。c.通信能力在本优选实施例中，如下完成双向通信传感器设备60包括通信模块90，所述通信模块90包括数字电路95、具有发射电路93a和接收电路93b的通信接口94。通信模块90还包括电压调制器97和电流解调器91。数字电路95可以包括处理器、存储器、传感器和/或其它任何产生数字数据的电路元件或设备。通信接口94包括至少用于编码、格式化以及其它准备将数字电路产生的数字信号传输到主机设备20的标准电路。发射电路93a产生数字传感器数据编码/格式化于其中的串行数字位流96。电压调制器97用出现在导线对12上的功率信号43的电压分量44来电压调制串行数字位流96。主机设备20包括通信模块50，所述通信模块50包括数字电路51、具有发射电路53a和接收电路53b的通信接口52。通信模块50还包括电压解调器58和电流调制器55。图2A图示了操作图1的传感器设备60的示例方法。在操作中，当传感器设备60将要发送数据到主机设备20时，传感器设备60的数字电路95产生(步骤1)将要发送到主机20的数字数据。在通信接口94和发射电路93a的控制下，数字数据被转换(步骤2)为数字位流96。电压调制器97用出现在导线对12上的功率信号43的电压分量44来电压调制(步骤3)数字位流96。图2B图示了操作图1的主机20的示例方法。在主机端，电压解调器58从出现在导线对12上的功率信号43的调制的电压分量44解调(步骤6)串行数字位流96。接收电路53b接收解调的串行数字位流59并且将其传送到通信接口52以从位流解码、解格式化数字数据和恢复数字数据(步骤7)。数字电路51可以包括处理器、存储器、传感器和/或任何其它处理所恢复的数字信号的电路元件或设备。仍参照图2B，当主机设备20将要发送数据到传感器设备60时，主机电路20上的数字电路51产生将要发送到传感器设备60的数字主机数据(步骤8)。在主机通信接口52和主机发射电路53a的控制下数字本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种可经由单对导线耦合到主机设备的传感器设备，所述单对导线包括第一导线和第二导线，并且所述主机设备具有可耦合到所述第一导线的第一功率源与可耦合到所述第二导线的第二功率源，所述传感器设备包括：第一功率源节点，可耦合到所述第一导线； 第二功率源节点，可耦合到所述第二导线；传感接口，可操作以传感在至少一个被测节点上的至少一个信号；测量电路，可操作以产生交流传感器测量信号；第一电压调制器，可操作以用出现在所述单对导线上的功率信号的电流分量来调制所 述交流传感器测量信号；数字传感器通信电路，可操作以产生包括数字传感器通信信号的串行数字传感器数据位流；和第二电压调制器，可操作以用出现在所述单对导线上的所述功率信号的电压分量来调制所述串行数字传感器数据位流。
【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：柯蒂斯艾伦特斯达尔，戴维T克鲁克，凯文G钱德勒，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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