一种基于可供电二线制总线的信号传输方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于可供电二线制总线的信号传输方法及系统，其方法是在一个由二线制总线、连接在该总线上的若干节点和向该总线提供第一供电电流的电压源构成的系统中传输模拟信号或/和数字信号，使所述电压源向二线制总线提供的供电电压随第一供电电流的变化而变化；使所述节点向二线制总线发送电流环信号，从二线制总线接收电压信号，从二线制总线吸收恒定电流。本发明专利技术解决了模拟信号、数字信号和较大功率电源信号在可供电二线制总线系统中的传输问题，使今后的可供电二线制总线系统同时具备数字通信、语音通讯和驱动较大用电负荷的能力，对于需要同时提供通话功能、通信功能的自配电通信与控制系统具有重要的意义。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于信号传输方法与系统，具体涉及一种基于可供电二线制总线的信号传输方法及系统。
技术介绍
在通讯与控制领域，同时传输电源和信号的二线制总线系统技术，一直是领域内广大工程技术人员共同关注的焦点。在电源线上进行载波信号叠加是一种传统方法，但由于难以采用有效的隔离措施，载波信号将被供电电路和用电电路大幅衰减，从而导致信号传输距离短、通信速度低、节点容量小，对供电设备和用电设备性能要求高等问题的出现。有鉴于此，一份名为“电源、数据信号、音频模拟信号时分复用的单总线通讯系统”的专利(申请号201010125972.5) 提出了一种分时传输电源和信号的方法，在传输信号时断开供电与用电电路，从而有效解决了信号的衰落问题。但依然存在以下不足1)电源传输时间只有三分之一，效率低且平稳性差，电磁干扰大；2)只有三分之一时间传送数据,通信速度低；3)为了传输音频模拟信号，根据奈氏定律，信号的切换频率不得低于20KHZ，致使技术实现的电路复杂，难以兼顾系统的经济性和可靠性。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于可供电二线制总线的信号传输方法及系统，以实现在一对供电导线上无损传输模拟信号或/和数字信号，同时解决信号在通信节点之间的对等传输问题。本专利技术提供的基于可供电二线制总线的信号传输方法，是在一个由二线制总线、连接在该总线上的若干节点和向该总线提供第一供电电流的电压源构成的系统中传输模拟信号或/和数字信号，使所述电压源向二线制总线提供的供电电压随第一供电电流的变化而变化；使所述节点向二线制总线发送电流环信号，从二线制总线接收电压信号，从二线制总线吸收恒定电流。所述基于可供电二线制总线的信号传输方法，所述系统还包括向二线制总线提供第二供电电流的若干第二直流电流源，使所述第二供电电流之和小于所述节点从二线制总线吸收的恒定电流之和。所述传输模拟信号的方法为 使所述供电电压随第一供电电流的变化而变化的规律为供电电压变化的幅度与第一供电电流变化的幅度成正比，变化的相位与第一供电电流变化的相位相反； 使所述节点向二线制总线发送的电流环信号变化的幅度与待发送的模拟电压信号变化的幅度成正比； 使所述节点从二线制总线接收的电压信号为模拟电压信号，该模拟电压信号变化的幅度与供电电压变化的幅度成正比，变化的相位与供电电压变化的相位相反。所述传输数字信号的方法为 使所述供电电压随第一供电电流的变化而变化的规律为当第一供电电流减小或变化幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压为供电电压预定最高值；当第一供电电流增大且增幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压为供电电压预定最低值； 使所述节点向二线制总线发送的电流环信号随待发送的数字电压信号的逻辑变化而跳变且跳变幅度大于第一供电电流变化幅度的预定值； 使所述节点从二线制总线接收的电压信号为数字电压信号，该数字电压信号在供电电压为供电电压预定最高值时的逻辑与在供电电压为供电电压预定最低值时的逻辑相反。所述传输数字信号的方法为 使所述供电电压随第一供电电流的变化而变化的规律为当第一供电电流减小或变化幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压的极性为供电电压预定极性，当第一供电电流增大且增幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压的极性反转；使所述节点向二线制总线发送的电流环信号随待发送的数字电压信号的逻辑变化而跳变且跳变幅度大于第一供电电流变化幅度的预定值； 使所述节点从二线制总线接收的电压信号为数字电压信号，该数字电压信号在供电电压极性为供电电压预定极性时的逻辑与在供电电压极性反转时的逻辑相反。所述传输模拟信号和数字信号的方法是分时传输，所述分时传输的方法为 使所述供电电压随第一供电电流的变化而变化的规律为当第一供电电流变化的幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压在供电电压预定范围内变化且变化幅度与第一供电电流变化的幅度成正比；当第一供电电流减小且减幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压为供电电压预定最高值；当第一供电电流增大且增幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压为供电电压预定最低值；所述供电电压预定范围的下限值高于供电电压预定最低值； 使所述节点向二线制总线发送的电流环信号满足在发送模拟信号时，电流环信号的变化幅度与待发送的模拟电压信号的变化幅度成正比，电流环信号之和的变化幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值；在发送数字信号时，电流环信号随待发送的数字电压信号的逻辑变化而跳变且跳变幅度大于第一供电电流变化幅度的预定值； 使所述节点从二线制总线接收的电压信号满足在传输模拟信号时，接收的电压信号为模拟电压信号，该模拟电压信号变化的幅度与供电电压变化的幅度成正比；在传输数字信号时，接收的电压信号为数字电压信号， 该数字电压信号在供电电压于供电电压预定范围内变化时的逻辑与在供电电压为供电电压预定最高值的逻辑相等，但与在供电电压为供电电压预定最低值时的逻辑相反。所述传输模拟信号和数字信号方法中的分时传输的方法为 使所述供电电压随第一供电电流的变化而变化的规律为当第一供电电流变化的幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压的极性为供电电压的预定极性，供电电压变化的幅度与第一供电电流变化的幅度成正比，变化的相位与第一供电电流变化的相位相反；当第一供电电流减小且减幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压的极性为供电电压预定极性；当第一供电电流增大且增幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压的极性反转； 使所述节点向二线制总线发送的电流环信号满足在发送模拟信号时，电流环信号的变化幅度与待发送的模拟电压信号的变化幅度成正比，电流环信号之和的变化幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值；在发送数字信号时，电流环信号随待发送的数字电压信号的逻辑变化而跳变且跳变幅度大于第一供电电流变化幅度的预定值； 使所述节点从二线制总线接收的电压信号满足在传输模拟信号时，接收的电压信号为模拟电压信号，该模拟电压信号的变化幅度与供电电压的变化幅度成正比；在传输数字信号时，接收的电压信号为数字电压信号，该数字电压信号在供电电压极性为供电电压预定极性时的逻辑与在供电电压极性反转时的逻辑相反。 本专利技术提供的基于可供电二线制总线的信号传输系统，包括二线制总线、连接在该总线上的若干节点和向该总线提供第一供电电流的电压源；所述电压源包括直流电压源，用于向下述流控电压源供电；流控电压源，用于向二线制总线提供随第一供电电流的变化而变化的供电电压；所述节点包括压控电流源，用于向二线制总线发送电流环信号；第一直流电流源，用于从二线制总线吸收恒定电流的；信号分离器，用于从二线制总线的供电电压中分离出待接收的电压信号；信号产生器，用于向压控电流源提供待发送的电压信号；电源电路，用于从第一直流电流源取电并向节点各电路提供工作电源；信号处理器，用于处理信号分离器收到的电压信号；极性转换电路，用于转换二线制总线极性并向节点各电路提供固定极性的信号通道。所述流控电压源包括电流取样电路，用于将第一供电电流信号转换成取样电压信号；交流耦合电路，用于从取样电压信号中分离出取样交流电压信号；控制电路，用于从取样交流电压信号中提取并向下述受控电压源输出控制电压信本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于可供电二线制总线的信号传输方法，其特征是在一个由二线制总线、连接在该总线上的若干节点和向该总线提供第一供电电流的电压源构成的系统中传输模拟信号或/和数字信号，使所述电压源向二线制总线提供的供电电压随第一供电电流的变化而变化；使所述节点向二线制总线发送电流环信号，从二线制总线接收电压信号，从二线制总线吸收恒定电流。2.根据权利要求I所述的基于可供电二线制总线的信号传输方法，其特征是所述系统还包括向二线制总线提供第二供电电流的若干第二直流电流源，使所述第二供电电流之和小于所述节点从二线制总线吸收的恒定电流之和。3.根据权利要求I或2所述的基于可供电二线制总线的信号传输方法，其特 征是所述传输模拟信号的方法为 使所述供电电压随第一供电电流的变化而变化的规律为供电电压变化的幅度与第一供电电流变化的幅度成正比，变化的相位与第一供电电流变化的相位相反； 使所述节点向二线制总线发送的电流环信号变化的幅度与待发送的模拟电压信号变化的幅度成正比； 使所述节点从二线制总线接收的电压信号为模拟电压信号，该模拟电压信号变化的幅度与供电电压变化的幅度成正比，变化的相位与供电电压变化的相位相反。4.根据权利要求I或2所述的基于可供电二线制总线的信号传输方法，其特征是所述传输数字信号的方法为 使所述供电电压随第一供电电流的变化而变化的规律为当第一供电电流减小或变化幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压为供电电压预定最高值；当第一供电电流增大且增幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压为供电电压预定最低值； 使所述节点向二线制总线发送的电流环信号随待发送的数字电压信号的逻辑变化而跳变且跳变幅度大于第一供电电流变化幅度的预定值； 使所述节点从二线制总线接收的电压信号为数字电压信号，该数字电压信号在供电电压为供电电压预定最高值时的逻辑与在供电电压为供电电压预定最低值时的逻辑相反。5.根据权利要求I所述的基于可供电二线制总线的信号传输方法，其特征是所述传输数字信号的方法为 使所述供电电压随第一供电电流的变化而变化的规律为当第一供电电流减小或变化幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压的极性为供电电压预定极性，当第一供电电流增大且增幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压的极性反转； 使所述节点向二线制总线发送的电流环信号随待发送的数字电压信号的逻辑变化而跳变且跳变幅度大于第一供电电流变化幅度的预定值； 使所述节点从二线制总线接收的电压信号为数字电压信号，该数字电压信号在供电电压极性为供电电压预定极性时的逻辑与在供电电压极性反转时的逻辑相反。6.根据权利要求I或2所述的基于可供电二线制总线的信号传输方法，其特征是所述传输模拟信号和数字信号的方法是分时传输，所述分时传输的方法为 使所述供电电压随第一供电电流的变化而变化的规律为当第一供电电流变化的幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压在供电电压预定范围内变化且变化幅度与第一供电电流变化的幅度成正比；当第一供电电流减小且减幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压为供电电压预定最高值；当第一供电电流增大且增幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压为供电电压预定最低值；所述供电电压预定范围的下限值高于供电电压预定最低值； 使所述节点向二线制总线发送的电流环信号满足在发送模拟信号时，电流环信号的变化幅度与待发送的模拟电压信号的变化幅度成正比，电流环信号之和的变化幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值；在发送数字信号时，电流环信号随待发送的数字电压信号的逻辑变化而跳变且跳变幅度大于第一供电电流变化幅度的预定值； 使所述节点从二线制总线接收的电压信号满足在传输模拟信号时，接收的电压信号为模拟电压信号，该模拟电压信号变化的幅度与供电电压变化的幅度成正比；在传输数字信号时，接收的电压信号为数字电压信号， 该数字电压信号在供电电压于供电电压预定范围内变化时的逻辑与在供电电压为供电电压预定最高值的逻辑相等，但与在供电电压为供电电压预定最低值时的逻辑相反。7.根据权利要求I所述的基于可供电二线制总线的信号传输方法，其特征是所述传输模拟信号和数字信号的方法是分时传输，所述分时传输的方法为 使所述供电电压随第一供电电流的变化而变化的规律为当第一供电电流变化的幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压的极性为供电电压的预定极性，供电电压变化的幅度与第一供电电流变化的幅度成正比，变化的相位与第一供电电流变化的相位相反；当第一供电电流减小且减幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压的极性为供电电压预定极性；当第一供电电流增大且增幅大于第一供电电流变化幅度的预定值时，供电电压的极性反转； 使所述节点向二线制总线发送的电流环信号满足在发送模拟信号时，电流环信号的变化幅度与待发送的模拟电压信号的变化幅度成正比，电流环信号之和的变化幅度小于第一供电电流变化幅度的预定值；在发送数字信号时，电流环信号随待发送的数字电压信号的逻辑变化而跳变且跳变幅度大于第一供电电流变化幅度的预定值； 使所述节点从二线制总线接收的电压信号满足在传输模拟信号时，接收的电压信号为模拟电压信号，该模拟电压信号的变化幅度与供电电压的变化幅度成正比；...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖伏初，
申请(专利权)人：湖南伊迈德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：