用于电力线通信调制解调器接口的误差校正的制作方法
【专利说明】用于电力线通信调制解调器接口的误差校正
[000。相关申请
[0002] 本申请要求于2012年11月7日提交的美国临时申请No.61/723, 769和于2013 年3月15日提交的美国申请No.13/841,997的优先权权益。
【背景技术】
[0003] 本发明主题的各实施例一般设及通信系统领域，尤其设及电力线通信电源和调制 解调器接口系统中的误差校正。
[0004] 电传输和配送线通常被用于从发电机向建筑物、住宅、和其它基础设施提供电力。 电力在传输线上W高电压传送，并使用电力线W低得多的电压被配送到建筑物和其他结 构。除了提供电力之外，电力线还可被用来在建筑物和其他结构内实现电力线通信。电力 线通信提供用于将电子设备联网在一起并且用于将该些电子设备连接到因特网的手段。例 如，HomePlug液设备可用于进行对电力线宽带通信使用IE邸P1901标准的有线宽带联 网。
[0005] 概述
[0006] 公开了用于电力线通信电源和调制解调器接口系统中的误差校正的各个实施例。 在一些实施例中，一种误差校正单元，包括；校正信号生成单元，其被配置成接收输入AC线 路循环信号、从输入AC线路循环信号生成误差校正信号W及将误差校正信号与输入AC线 路循环信号的采样求和W减少来自与输入AC线路循环信号相关联的动态负载效应的信号 崎变；W及滤波器单元，其被配置成对来自校正信号生成单元的输出进行滤波并进行放大 W生成具有减少的信号崎变的经校正的AC线路循环信号。
[0007] 在一些实施例中，误差校正单元进一步包括零交叉检测器单元，其被配置成从经 校正的AC线路循环信号中提取AC零交叉信号。
[0008] 在一些实施例中，校正信号生成单元包括运算放大器，其被配置成从输入AC线路 循环信号生成误差校正信号。
[0009] 在一些实施例中，运算放大器被配置在差分输入模式和反相放大器输出模式中。
[0010] 在一些实施例中，来自与输入AC线路循环信号相关联的动态负载效应的信号崎 变包括叠加在输入AC线路循环信号上的一个或多个电压降。
[0011] 在一些实施例中，校正信号生成单元被进一步配置成生成包括叠加在输入AC线 路循环信号上的一个或多个电压降的初始校正信号；W及对初始校正信号进行放大和取逆 W产生误差校正信号，其中误差校正信号包括与叠加在输入AC线路循环信号上的一个或 多个电压降对应的一个或多个电压脉冲，其中误差校正信号的一个或多个电压脉冲的幅值 约等于输入AC线路循环信号的对应的一个或多个电压降的幅值，并且其中误差校正信号 的一个或多个电压脉冲的极性与输入AC线路循环信号的对应的一个或多个电压降的极性 相反。
[0012] 在一些实施例中，校正信号生成单元包括求和单元，其被配置成将误差校正信号 与输入AC线路循环信号的采样求和W将叠加在输入AC线路循环信号上的一个或多个电压 降的幅值最小化。
[0013] 在一些实施例中，滤波器单元包括运算放大器，其被配置成作为带通滤波器和放 大器来操作，其中该运算放大器生成经校正的AC线路循环信号。
[0014] 在一些实施例中，一种电力线调制解调器包括：偏置单元，其被配置成从在电力线 调制解调器处接收到的复合电力线通信任LC)信号中提取PLC信号，并从该复合PLC信号 中提取用AC零交叉信号调制的DC功率信号；误差校正单元，其被配置成处理AC零交叉信 号W减少来自与电力线调制解调器相关联的动态负载效应的信号崎变；W及零交叉检测 器，其被配置成从误差校正单元接收经处理的AC零交叉信号并且从经处理的AC零交叉信 号中提取零交叉信息。
[0015] 在一些实施例中，误差校正单元被进一步配置成从AC零交叉信号生成误差校正 信号；W及将误差校正信号与AC零交叉信号的采样求和。
[0016] 在一些实施例中，误差校正单元被进一步配置成对误差校正信号与AC零交叉信 号的采样的求和结果进行滤波和放大W生成经处理的AC零交叉信号。
[0017] 在一些实施例中，误差校正单元被进一步配置成生成包括叠加在AC零交叉信号 上的一个或多个电压降的初始校正信号，其中该一个或多个电压降表示来自与电力线调制 解调器相关联的动态负载效应的信号崎变；W及对初始校正信号进行放大和取逆W产生误 差校正信号，其中该误差校正信号包括与叠加在AC零交叉信号上的一个或多个电压降对 应的一个或多个电压脉冲，其中误差校正信号的一个或多个电压脉冲的幅值约等于AC零 交叉信号的对应的一个或多个电压降的幅值，并且其中误差校正信号的一个或多个电压脉 冲的极性与AC零交叉信号的对应的一个或多个电压降的极性相反。
[0018] 在一些实施例中，零交叉检测器被进一步配置成对经处理的AC零交叉信号进行 采样W生成表示PLC信号的零交叉的定时的零交叉信息。
[0019] 在一些实施例中，一种装置包括电源处理单元，其被配置成从接收自电力线通信 任LC)网络的AC电力线信号生成DC功率信号；确定与接收到的AC电力线信号相关联的AC 零交叉信号；将AC零交叉信号调制到DC功率信号上W生成经调制DC功率信号；从AC电 力线信号中提取PLC信号；生成包括PLC信号和经调制DC功率信号的复合PLC信号；W及 电力线调制解调器，其被配置成从接收自电源处理单元的复合化C信号中提取PLC信号；从 复合PLC信号中提取经调制DC功率信号；从经调制DC功率信号中提取AC零交叉信号；处 理AC零交叉信号W减少来自与电力线调制解调器相关联的动态负载效应的信号崎变；W 及至少部分地基于从经处理的AC零交叉信号中确定的零交叉信息来处理PLC信号。
[0020] 在一些实施例中，电源处理单元经由两线连接器禪合至电力线调制解调器。
[0021] 在一些实施例中，电源处理单元经由多线连接器禪合至电力线调制解调器。
[0022] 在一些实施例中，电源处理单元包括整流器，其被配置成生成包括DC功率分量和 经叠加的AC波纹分量的经整流信号；变压器，其被配置成步进降低经整流信号W产生低电 压经整流信号；W及滤波器，其被配置成对低电压经整流信号进行滤波W将AC波纹分量最 小化并产生DC功率信号。
[0023] 在一些实施例中，电源处理单元进一步包括电力线采样单元，其被配置成生成AC 电力线信号的采样W产生AC零交叉信号。
[0024] 在一些实施例中，电源处理单元进一步包括输出采样单元，其被配置成提供经调 制DC功率信号的采样作为对电源处理单元的求和单元的反馈；该求和单元被配置成将接 收自电力线采样单元的AC零交叉信号与经调制DC功率信号的采样进行组合W产生反馈信 号；W及电压调节器，其被配置成至少部分地基于反馈信号来维持DC功率信号的稳定性； W及将反馈信号与经整流信号禪合W将AC零交叉信号调制到DC功率信号上。
[00巧]在一些实施例中，电压调节器包括开关模式控制器，其被配置成至少部分地基于DC功率信号的采样与阔值DC信号之差来生成误差信号；至少部分地基于误差信号来生成 切换波形；W及将切换波形应用于与电源处理单元相关联的切换设备W控制DC功率信号 的幅值。在一些实施例中，开关模式控制器包括与脉宽调制器禪合的比较器，并且其中开关 模式控制器被配置成从输出采样单元接收DC功率信号的采样和AC零交叉信号；将DC功率 信号的采样与阔值DC信号作比较；响应于确定DC功率信号超过阔值DC信号而生成第一电 压电平的误差信号；响应于确定DC功率信号在阔值DC信号处或在其W下而生成第二电压 电平的误差信号；W及将误差信号提供给脉宽调制器；并且其中脉宽调制器被配置成至少 部分地基于误差信号来生成切换波形；W及将切换波形应用于切换设备W控制DC功率信 号的幅值。
[0026] 在一些实施例中，电源处理单元包括偏置单元，其中该偏置单元被配置成将化C 信号与经调制DC功率信号禪合W生成复合PLC信号；W及将该复合PLC信号提供给与电力 线调制解调器相关联的对应的偏置单元。
[0027] 在一些实施例中，电力线调制解调器包括偏置单元，其被配置成从复合PLC信号 中移除经调制DC功率信号W产生PLC信号。
[0028] 在一些实施例中，电力线调制解调器进一步包括误差校正单元，其被配置成生成 包括与叠加在AC零交叉信号上的一个或多个电压降对应的一个或多个电压脉冲的误差校 正信号，其中该一个或多个电压降表示来自与电力线调制解调器相关联的动态负载效应的 信号崎变，其中误差校正信号的一个或多个电压脉冲的幅值约等于AC零交叉信号的对应 的一个或多个电压降的幅值，其中误差校正信号的一个或多个电压脉冲的极性与AC零交 叉信号的对应的一个或多个电压降的极性相反；W及对AC零交叉信号的采样与误差校正 信号进行求和W减少叠加在AC零交叉信号上的一个或多个电压降。
[0029] 在一些实施例中，误差校正单元被进一步配置成对AC零交叉信号的采样与误差 校正信号的求和结果进行滤波和放大W生成具有减少的信号崎变的经处理AC零交叉信 号。
[0030] 在一些实施例中，电力线调制解调器进一步包括零交叉检测器，其被配置成对经 处理的AC零交叉信号进行采样W生成表示AC电力线信号的零交叉的定时的零交叉信息。
[0031] 在一些实施例中，一种方法，包括：在网络设备处经由电力线通信（PLC)网络来接 收输入AC线路循环信号；从输入AC线路循环信号生成误差校正信号，W及将误差校正信号 与输入AC线路循环信号的采样求和W减少来自与输入AC线路循环信号相关联的动态负载 效应的信号崎变；W及将误差校正信号与输入AC线路循环信号的采样的求和结果进行滤 波和放大W生成具有减少的信号崎变的经校正AC线路循环信号。
[0032] 在一些实施例中，该方法进一步包括从经校正AC线路循环信号提取与输入AC线 路循环信号相关联的零交叉信息。
[0033] 在一些实施例中，所述从输入AC线路循环信号生成误差校正信号包括生成包括 叠加在输入AC线路循环信号上的一个或多个电压降的初始校正信号，其中该一个或多个 电压降表示来自与输入AC线路循环信号相关联的动态负载效应的信号崎变；W及对初始 校正信号进行放大和取逆W产生误差校正信号，其中该误差校正信号包括与叠加在输入AC 线路循环信号上的一个或多个电压降对应的一个或多个电压脉冲，其中误差校正信号的一 个或多个电压脉冲的幅值约等于输入AC线路循环信号的对应的一个或多个电压降的幅 值，并且其中误差校正信号的一个或多个电压脉冲的极性与输入AC线路循环信号的对应 的一个或多个电压降的极性相反。
[0034] 在一些实施例中，该方法进一步包括将误差校正信号与输入AC线路循环信号的 采样求和W将叠加在输入AC线路循环信号上的一个或多个电压降的幅值最小化。
[00巧]附图简述
[0036] 通过参考附图，可W更好地理解本发明的诸实施例并使众多目的、特征和优点为 本领域技术人员所显见。
[0037] 图1是解说利用两线连接来传送功率、PLC信号和零交叉信息的电力线通信电源 和调制解调器接口机制的一个示例的示例概念图；
[0038] 图2是解说根据一些实施例的电源处理单元和PLC调制解调器单元的偏置电路的 一个实施例的示例电路图；
[0039] 图3是解说电源和零交叉生成单元的一个示例的框图；
[0040] 图4是解说电源和零交叉生成单元的一个实施例的示例电路图；
[0041] 图5是解说用于将零交叉信号调制到DC功率信号上并生成复合PLC信号的示例 操作的流程图；
[0042] 图6是图5的继续并且也解说用于将零交叉信号调制到DC功率信号上并生成复 合PLC信号的示例操作；
[0043] 图7是误差校正单元的一个实施例的示例框图；
[0044] 图8是解说误差校正单元的一个实施例的示例电路图；
[004引图9是解说用于从复合PLC信号中提取零交叉信息的示例操作的流程图拟及
[0046]图10是解说包括利用两线连接来传送功率、PLC信号和零交叉信息的电力线通信 电源和调制解调器接口的系统的一个实施例的框图。
[0047](诸）实施例描述
[0048]W下描述包括体现本发明主题内容的技术的示例性系统、方法、技术、指令序列、 W及计算机程序产品。然而应理解，所描述的实施例在没有该些具体细节的情况下也可实 践。例如，尽管各示例是指实现针对电力线通信系统的具有禪合至功率出口的两线电源的 电力线通信电源和调制解调器接口机制，但在其它实施例中，电力线通信电源和调制解调 器接口机制可包括禪合至功率出口的=线电源。在其他实例中，公知的指令实例、协议、结 构和技术未被详细示出W免混淆本描述。
[0049] 电力线通信任LC)调制解调器可W经由电力线网络来实现电力线通信。PLC调制 解调器通常被包括在作为自包含单元的PLC适配器模块内，该PLC适配器模块包括集成电 源、零交叉检测器（例如，用于相对于AC线路循环频率来使PLC传输排队）、PLC调制解调 器、和其它信号处理组件。PLC适配器模块通常经由功率出口禪合至电力线网络，并且还经 由主机接口（例如，W太网）禪合至主机设备W提供经由电力线网络接收到的数据。
[0050]随着电力线通信得到更广泛的接受度，实现其它