BRPI0922545B1

BRPI0922545B1 - Dispositivo compreendendo primeiramente uma caixa contendo uma unidade central eletrônica e, em segundo lugar, um bloco de alimentação externo

Info

Publication number: BRPI0922545B1
Application number: BRPI0922545-5A
Authority: BR
Inventors: Stéphane Hergault
Original assignee: Sagemcom Broadband Sas
Priority date: 2008-12-22
Filing date: 2009-12-11
Publication date: 2021-06-01
Also published as: US9059783B2; WO2010072909A1; EP2368329A1; BRPI0922545A2; FR2940561A1; CN102265522B; CN102265522A; US20110248774A1; EP2368329B1; FR2940561B1

Abstract

DISPOSITIVO COMPREENDENDO, POR UM LADO, UMA CAIXA CONTENDO UMA UNIDADE CENTRAL ELETRÔNICA E, POR OUTRO LADO, UM BLOCO DE ALIMENTAÇÃO EXTERNO Dispositivo compreendendo uma caixa (1) que contém uma unidade central (2) eletrônica e um módulo de alimentação (4) ligado á unidade central, o dispositivo compreendendo igualmente um bloco de alimentação externo (7) ligado ao módulo por um cabo elétrico (10) e provido de um órgão de conexão (9, 11) com uma rede de alimentação (100) que fornece uma corrente de alimentação alternativa e um sinal de dados sebreposto e de um conversor (12) para transformar a corrente de alimentação, a caixa compreendendo um módulo de transmissão (3) de dados por corrente portadora, o conversor estando ligado ao orgão de conexão (9, 11) e ao cabo elétrico (10) por um primeiro órgão de comutação (13) que estrai e deriva o sinal de dados em relação ao convençor, e os módulos estando ligados ao cabo elétrico por um segundo órgão de comutação (13) para separa a corrente de alimentação transformada e o sinal de dados e conduzir a corrente de alimentação ao módulo de alimentação e o sinal de dados ao módulo de transmissão.

Description

[0001] A presente invenção se refere a um dispositivo eletrônico destinado a ser ligado a uma rede de alimentação que fornece uma corrente alternada de alimentação e um sinal de dados sobreposto à corrente alternada de alimentação. Este tipo de transferência de informações numéricas que utilizam as linhas elétricas é denominado com corrente portadora em linha (CPL). Tal dispositivo é por exemplo um decodificador de sinais de televisão, uma ponte de acesso a uma rede de tipo Internet ou qualquer outro dispositivo susceptível de alcançar uma rede.

[0002] Tal dispositivo compreende uma caixa que contém uma unidade central eletrônica e um módulo interno de alimentação ligado a unidade central. A unidade central é organizada para lidar com os sinais, dados e outras informações, efetuar cálculos, comandar a exibição de imagens ou a difusão de sons... O módulo interno de alimentação compreende geralmente um conversor contínuo/contínuo que emite uma corrente que apresenta características adaptadas para a alimentação da unidade central e de outros componentes do dispositivo. O módulo interno de alimentação é ligado por um cabo elétrico a um bloco de alimentação externo provido de um membro de conexão com a rede de alimentação que fornece a corrente de alimentação alternada a qual são sobrepostos os sinais de dados, e de um conversor para transformar a corrente alternada de alimentação em corrente contínua de alimentação. É conhecido ter um módulo externo de transmissão de dados por corrente portadora. O módulo externo de transmissão de dados é uma interface que separa ou combina os sinais de dados e uma corrente portadora para permitir a unidade central trocar dados com a rede. O módulo externo de transmissão é provido de meios de sua conexão com a rede de alimentação e é ligado a unidade central por um cabo de ligação de tipo Ethernet. Isto supõe dispor de duas tomadas elétricas próximas do lugar previsto do dispositivo: uma para fazer a ligado com o bloco de alimentação e o outro para fazer a ligação com o módulo externo de transmissão.

[0003] Para evitar este inconveniente, é conhecido integrar no bloco externo de alimentação o módulo de transmissão de modo que o bloco de alimentação é ligado à unidade central por um cabo misto que comporta um cabo de potência bifilar e um cabo de ligação Ethernet. A corrente alternada de alimentação do dispositivo é então a corrente portadora. O cabo misto, equipado de seus conectores particulares, é relativamente caro. Além disso, o bloco de alimentação se revela relativamente incômodo.

[0004] Um objetivo da invenção é evitar os inconvenientes pré-citados.

[0005] Para isso, prevê-se, de acordo com a invenção, um dispositivo que compreende uma caixa que contém uma unidade central eletrônica e um bloco de alimentação externo ligado à unidade central por um cabo elétrico e provido de um membro de conexão com uma rede de alimentação que fornece uma corrente de alimentação alternada e um sinal de dados sobreposto e de um conversor para transformar a corrente de alimentação. A caixa compreende um módulo de transmissão de dados por corrente portadora, o conversor é ligado ao membro de conexão e ao cabo elétrico por um primeiro membro de comutação que extrai e deriva o sinal de dados em relação ao conversor, e o modula e a unidade central são ligados ao cabo elétrico por um segundo membro de comutação para separar a corrente de alimentação transformada e o sinal de dados e conduzir a corrente de alimentação para a unidade central e o sinal de dados para o módulo de transmissão.

[0006] Assim, o primeiro membro de comutação separa o sinal de dados e a corrente de alimentação para conduzir a corrente de alimentação para o conversor e sobrepor na saída do conversor o sinal de dados para a corrente de alimentação transformada. A corrente de alimentação transformada a qual é sobreposto o sinal de dados é encaminhada via cabo elétrico, que pode ser um cabo bifilar clássico, para o segundo membro de comutação. O segundo membro de comutação separa o sinal de dados que transmite ao módulo de transmissão e a corrente de alimentação que transmite para a unidade central eventualmente via um módulo de alimentação interposto. Esta estrutura permite integrar o módulo de transmissão na caixa do dispositivo que é conectado à rede de alimentação apenas por um membro de conexão único.

[0007] De acordo com um modo de realização particular, o primeiro membro de comutação compreende uma linha de derivação ligando o membro de conexão ao cabo elétrico e incorporando um filtro de frequência portadora, o conversor estando ligado à linha de derivação de um lado e do outro do filtro de frequência portadora por uma linha de entrada e uma linha de saída do conversor, o membro de comutação compreendendo filtros de frequência de potência montados respectivamente sobre a linha de entrada e a linha de saída.

[0008] O filtro de frequência portadora é, por exemplo, um filtro passa banda ou passa alto organizado para deixar passar os sinais de dados que têm uma frequência relativamente elevada e o filtro de frequência de potência é, por exemplo, um filtro passa baixo organizado para deixar passar a corrente de alimentação cuja frequência é relativamente baixa (entre 50 e 60 Hz no que diz respeito à corrente de alimentação alternada).

[0009] Vantajosamente, pelo menos uma indutância é montada sobre a linha de derivação entre o filtro de frequência portadora e a linha de saída.

[0010] Esta indutância permite uma melhor transmissão dos portadores mais particularmente quando o filtro de frequência portadora é um capacitor.

[0011] Vantajosamente, o segundo membro de comutação compreende uma primeira linha ligada ao cabo elétrico e a qual estão ligados uma segunda linha ligada à unidade central e uma terceira linha ligada ao módulo de transmissão, a segunda linha sendo equipada por um filtro de frequência de potência e a terceira linha sendo equipada por um filtro de frequência portadora.

[0012] Este modo de realização é particularmente simples.

[0013] Outras características e vantagens da invenção surgirão à leitura do que segue, notadamente modos de realização particulares não limitativos da invenção.

[0014] Será feito referência aos desenhos anexados, entre os quais:

[0015] - a figura 1 é uma vista esquemática do dispositivo de acordo com a invenção,

[0016] - a figura 2 é uma vista esquemática detalhada do elemento de comutação 5 da figura 1,

[0017] - a figura 3 é uma vista esquemática detalhada do bloco de alimentação de acordo com um primeiro modo de realização da invenção, que constitui o elemento 13 da figura 1,

[0018] . a figura 4 é uma vista análoga à figura 3 de um bloco de alimentação de acordo com um segundo modo de realização da invenção, que constitui o elemento 13 da figura 1,

[0019] O dispositivo de acordo com a invenção é, por exemplo, um decodificador de sinais de televisão, uma ponte de acesso à Internet, um roteador... destinado a ser ligado a pelo menos uma rede de alimentação elétrica na qual transitam sinais de dados sobrepostos às correntes ditas portadoras. Este tipo de rede e a técnica de transmissão dos sinais de dados, habitualmente por multiplexação frequencial, são conhecidos em si e não serão detalhados aqui.

[0020] Em referência às figuras, o dispositivo compreende uma caixa 1 que contém uma unidade central 2 eletrônica, um módulo de transmissão 3 por corrente portadora e se necessário um módulo de alimentação 4 que são ambos ligados à unidade central 2. A unidade central 2 compreende, de maneira clássica, notadamente um processador e uma ou várias memórias que contêm um programa de exploração executado pelo processador para assegurar o funcionamento do dispositivo. O módulo de alimentação 4 compreende um conversor contínuo/contínuo organizado para fornecer, a unidade central 2, para o módulo de transmissão 3 e para os outros componentes do dispositivo, as tensões necessárias para o seu funcionamento.

[0021] O módulo de transmissão 3 e o módulo de alimentação 4 são ligados a um membro de comutação 5 ele próprio ligado a um conector 6 de conexão a um bloco de alimentação externo 7 provido de um conector 8 e um conector 9. Um cabo elétrico 10 é conectado aos conectores 6 e 8. O cabo 10 é um cabo bifilar clássico, por exemplo, de tipo coaxial, e os conectores 6, 8 são conectores com dois polos. O conector 9 é conectado a um cabo 11 de conexão com a rede de alimentação 100 que fornece a corrente de alimentação alternada necessária para a alimentação do dispositivo e dos sinais de dados sobrepostos à corrente.

[0022] O bloco de alimentação externo 7 compreende um conversor 12 alternativo/contínuo para transformar a corrente de alimentação alternada correndo de alimentação contínua e de baixar sua tensão. O conversor 12 é ligado aos conectores 8 e 9 por um membro de comutação 13.

[0023] Os membros de comutação 5 e 13 são filtros com três portas que permitem separar duas bandas de frequências (os membros de comutação são mais precisamente designados pela palavra “diplexador” no jargão do domínio técnico referido pois asseguram uma multiplexação sobre duas frequências: a frequência da corrente de alimentação e a frequência portadora dos sinais de dados). Os membros de comutação assim são organizados para separar a corrente de alimentação e o sinal de dados.

[0024] Com referência à figura 2, o membro de comutação 5 compreende uma primeira linha 14 ligada ao conector 6 e consequentemente ao cabo 11 e a qual estão ligados uma segunda linha 15 ligada ao módulo de alimentação 4 e uma terceira linha 16 ligada ao módulo de transmissão 3. A segunda linha 15 é equipada por um filtro de frequência de potência 18 e a terceira linha 16 é equipada por um filtro de frequência portadora 19. O filtro de frequência de potência 18 é uma indutância montada sobre um dos dois condutores que formam a segunda linha 15 e o filtro de frequência portadora 19 é um capacitor montado sobre um dos dois condutores que formam a terceira linha 16. O membro de para o módulo de alimentação 4 e o sinal de dados para o módulo de transmissão 3.

[0025] O membro de comutação 13 compreende também um diplexador de corrente alternada 13’ do lado da entrada do conversor 12 e um diplexador de corrente contínua 13” do lado da saída do conversor 12.

[0026] Em referência à figura 3, o membro de comutação 13 de acordo com o primeiro modo de realização compreende uma linha de derivação 20 ligando o conector 8 ao conector 9 e incorporando um filtro de frequência portadora geralmente designado em 21. O conversor 12 é ligado à linha de derivação 20 de um lado e do outro do filtro de frequência portadora 21 por uma linha de entrada 22 e uma linha de saída 23 do conversor 12. O membro de comutação 13 compreende um filtro de frequência de potência 24’ montado sobre cada um dos dois conectores que formam a linha de entrada 22 e um filtro de frequência de potência 24” montado sobre um dos dois conectores que formam a linha de saída 23. O filtro de frequência de potência 24’, 24” é uma indutância e o filtro de frequência portadora 21 é um capacitor montado sobre cada um dos dois condutores que formam a linha de derivação 20. Uma indutância 25 é montada sobre um dos condutores da linha de derivação 20 entre o filtro de frequência portadora 21 e a linha de saída 23. O membro de comutação 13 é assim organizado para extrair e derivar o sinal de dados em relação ao conversor 12: o sinal de dados transita sobre a linha de derivação 20 sem passar pelo conversor 12 e é sobreposto à corrente de alimentação transformada (ou seja, contínua) na saída do conversor 12 no sentido da recepção dos sinais de dados pelo dispositivo.

[0027] Durante a emissão de sinais de dados pelo dispositivo, os sinais de dados transitam desde o módulo de transmissão 3 até a rede de alimentação passando pelo membro de comutação 5, do conector 6, do cabo 10, o conector 8, a linha de derivação 21, o membro de comutação 13, e o conector 9.

[0028] Um exemplo de dimensionamento é dado a seguir em relação às seguintes características:

[0029] - frequência do portador compreendida entre 1 MHz e 2 MHz (aqui 1,5 MHz);

[0030] - rede de alimentação que tem uma tensão de 240 V e uma frequência de 50 Hz,.

[0031] - dispositivo alimentado em 12 V com um consumo de 2 A,

[0032] - dispositivo pertencente à classe II de acordo com a norma EN 60950.

[0033] Nestas condições, a indutância dos filtros de frequência de potência 24 tem um valor mínimo de 160 μHy e os capacitores que formam os filtros de frequência portadora 21 têm uma capacidade máxima de 2 nF. A indutância 25 tem um valor de cerca de 11 μHy de maneira a criar uma ressonância com os capacitores que formam os filtros de frequência portadora 21.

[0034] Com referência à figura 4 e de acordo com o segundo modo de realização do membro de comutação 13, a linha de derivação 20 que liga o conector 8 ao conector 9 incorpora dois filtros de frequência portadora 21’, 21” montados em série sobre cada um dos dois condutores que formam a linha de derivação 20. Filtros de frequência de potência 24’, 24” são montados sobre cada um dos dois conectores que formam a linha de entrada 22 e a linha de saída 23 respectivamente. Cada filtro de frequência de potência 24’, 24” é uma indutância e cada filtro de frequência portadora 21’, 21” é um capacitor.

[0035] Naturalmente, a invenção não se limita aos modos de realização descritos mas cobre qualquer variante que entra no campo da invenção tal como definida pelas reivindicações.

[0036] Em particular, o circuito pode ser diferente destes descritos. Qualquer componente eletrônico adaptado à realização de uma das funções indicadas pode ser substituído pelo componente mencionado na descrição com relação a esta função. Os filtros podem ser componentes diferentes uns dos outros.

[0037] No primeiro modo de realização, cada condutor pode ser equipado de uma indutância 24 ou 25. Os capacitores podem ser substituídos por outros filtros passivos ou filtros ativos.

[0038] No segundo modo de realização, uma indutância sobre cada linha é suficiente para constituir os filtros de frequência portadora.

[0039] Os valores numéricos foram dados apenas a título indicativo e outros valores podem evidentemente ser utilizados.

[0040] A unidade central pode compreender o módulo de transmissão e o módulo de alimentação, ou ser separada destes... O módulo de alimentação pode ser omitido se a corrente proveniente do bloco de alimentação possui características adequadas para sua alimentação.

[0041] O conector 8 pode ser omitido, o cabo 10 saindo diretamente do bloco de alimentação.

[0042] O bloco de alimentação pode ser organizado para ser conectado diretamente à tomada de parede sem cabo.

Claims

1. Dispositivo compreendendo primeiramente uma caixa (1) que contém uma unidade central (2) eletrônica e, em segundo lugar, um bloco de alimentação externo (7) ligado à unidade central por um cabo elétrico (10) e provido de um membro de conexão (9, 11) com uma rede de alimentação (100) que fornece uma corrente de alimentação alternada e um sinal de dados sobreposto e de um conversor (12) para transformar a corrente de alimentação, caracterizado pelo fato de que a caixa compreende um módulo de transmissão (3) de dados por corrente portadora, pelo fato de que o conversor está ligado ao membro de conexão (9, 11) e ao cabo elétrico (10) por um primeiro membro de comutação (13) que extrai e deriva o sinal de dados em relação ao conversor, e pelo fato de que o módulo e a unidade central estão ligados ao cabo elétrico por um segundo membro de comutação (5) para separar a corrente de alimentação transformada e o sinal de dados e conduzir a corrente de alimentação para a unidade central e o sinal de dados ao módulo de transmissão, em que o primeiro membro de comutação (13) compreende uma linha de derivação (20) que liga o membro de conexão (9, 11) ao cabo elétrico (10) e que incorpora um filtro de frequência portadora (21), o conversor (12) sendo ligado à linha de derivação de um lado e do outro do filtro de frequência portadora por uma linha de entrada (22) e uma linha de saída (23) do conversor, o membro de comutação que compreende filtros de frequência de potência (24’, 24”) montados respectivamente sobre a linha de entrada e a linha de saída.

2. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma indutância (25) é montada sobre a linha de derivação (20) entre o filtro de frequência portadora (21) e a linha de saída (23).

3. Dispositivo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo membro de comutação (3) compreende uma primeira linha (14) ligada ao cabo elétrico (10) e na qual está ligada uma segunda linha (15) ligada à unidade central e uma terceira linha ligada ao módulo de transmissão (5), a segunda linha sendo equipada por um filtro de frequência de potência (18) e a terceira linha equipada por um filtro de frequência portadora (19).

4. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos filtros de frequência portadora (19, 21) é um filtro passivo tal como um capacitor.

5. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos filtros de frequência portadora é uma indutância.

6. Dispositivo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que cada linha (14, 15, 16, 20, 22, 23) que compreende dois condutores tem um filtro (18, 19, 21, 24’, 24”) montado sobre pelo menos um dos condutores.