Cómo acoplar una señal a una línea de corriente continua

Question

Estoy utilizando modulación DPSK en mi señal y quiero acoplarla a una señal DC. ¿Cómo se configura el hardware para ello? ¿Es suficiente con acoplar mi señal a través de un condensador a la línea de CC?

EDITAR:

• La impedancia de CA entre mi CC y la tierra debe ser bastante alta, al no tener condensadores de desacoplamiento o similares por el momento. Esto puede ser modificado en una etapa posterior.

• Mi frecuencia portadora es de ~110kHz, el ancho de banda disponible entre 90-120kHz, utilizando OFDM para utilizar la banda al máximo y evitar el ruido. Esto se hace utilizando el estándar G3-PLC.

• No sé la impedancia de mi carga a la frecuencia de la portadora, ya que voy a tratar de comunicar directamente entre dos módems que diseñaré para la adaptación de la impedancia más tarde sin carga adicional en la línea.

• Descubrí que poner una inductancia en serie delante de mi fuente de alimentación de CC debería servir de estrangulador para la señal de alta frecuencia.

EDIT2:

¿Tendrá más sentido este circuito?

El sensor también podrá acoplar su señal a la línea de CC, y ambos lados de la línea deberían poder enviar y recibir datos. La parte del receptor no está dibujada porque no sé cómo lo haría.

Answer 1

Sí, la norma bias-T se parece a esto:

DC power source >>---L1--+                 +--L2->> "unregulated" DC power to regulator
                         |                 |
bidirectional RF ----C1--+- mixed RF + DC -+--C2---- bidirectional RF

GND--------------------------------------------------------------------GND

donde L1 y L2 son inductores de potencia de igual tamaño y C1 y C2 son condensadores de acoplamiento de datos de igual tamaño.

Yo evitaría conectar cualquier cosa más a la línea "mixta RF + DC" que esos dos inductores y dos condensadores. (O quizás cuatro condensadores, si tuviera un "condensador de transmisión" y un "condensador de recepción" separados en ambos extremos).

Dado que es probable que tenga algún tipo de conectores entre los dos dispositivos que suelen tener 0,1 Ohm de resistencia cada uno, los condensadores de acoplamiento que dan una impedancia de menos de 0,1 Ohm (en todo el ancho de banda) serán más que adecuados (y quizás excesivos).

Por lo tanto, un condensador con una capacitancia de al menos 1/(2*pi*90 kHz * 0,1 Ohm) =~= 18 uF es más que adecuado (y quizás excesivo). Querrá un condensador con una baja resistencia parásita (ESR), por lo tanto, mica, película o cerámica, en lugar de tantalio o electrolítico. Querrá un tapón con baja inductancia parásita, por lo que debe montarse en superficie, en lugar de a través de un agujero.

Los condensadores e inductores estándar son más que adecuados hasta los 10 MHz aproximadamente. Los que trabajan con frecuencias más altas utilizan líneas de tensión y stubs resonantes que pueden parecer magia negra. Aunque hay algunas personas que afirman que no lo es. a b c d e

EDITAR:

dimensionamiento de los condensadores

Inevitablemente, no toda la energía enviada por el emisor llegará al receptor. Si corto el cable entre el transmisor y el receptor y añado "unos cuantos conectores más" en el camino entre ambos, se pierde un poco de energía cada vez que la señal cruza un conector.

Prácticamente todos los sistemas de comunicación digital pueden tolerar muchas más pérdidas que las causadas por "unos cuantos conectores más". Así que mantener la distorsión a algo menos que la pérdida de "unos cuantos conectores más" es exagerada. (Prefiero conseguir que mi primer prototipo funcione con componentes sobredimensionados, en lugar de elegir cosas que están justo al borde de no funcionar).

dimensionamiento de los inductores

Por desgracia, no tengo una regla general para calcular la cantidad de inductancia que hay que especificar. Tal vez lo que usted tiene que está generando o recibiendo sus datos G3-PLC podría tener algún tipo de hoja de datos con algunas recomendaciones?

Ed Mullins y Anass Mrabet en "Diseño de frontales analógicos para un módem de comunicaciones de línea eléctrica de banda estrecha utilizando el AFE031" tiene muchos consejos que pueden resultarle útiles. En particular, su figura 27 parece indicar que, con PRIME o G3-PLC, un regulador de voltaje estándar funcionará, uno en el que la única inductancia entre la línea de alimentación y el gran condensador de almacenamiento de energía que alimenta toda la electrónica es un filtro EMI estándar.

(vía http://www.ti.com/solution/power_line_communication_modem , vía http://www.ti.com/plc ).

La hoja de datos de uno de estos reguladores de voltaje tiene un detalle lista de materiales su filtro EMI consiste en un

• 1 L1 Inductor, línea de CA, reactancia común, 27 mH, 54P512-276 Vitec Electronics Corp.
• 1 L2 Inductor, reactancia de alta corriente, 3,3 H, HCP0703-3R3-R Coiltronics/Cooper

(las hojas de datos cercanas también mencionan un "54PR515-146" y un "AF5169-146" AC-Line Common Mode Choke).

Cada vez es más fácil buscar proveedores de electrónica populares para " choques de modo común ". Por desgracia, aunque veo muchos con "al menos" 27 mH, y muchos "al menos" 3 A, encontrar uno que cumpla ambas especificaciones es difícil. Tal vez el Bourns Inc. 7122-RC (4 A, 25 mH) podría ser adecuado?