BRPI0401936B1

BRPI0401936B1 - "interface of modem of line of energy"

Info

Publication number: BRPI0401936B1
Application number: BRPI0401936-9A
Authority: BR
Inventors: A. Shelton Mark; M. Tustison Ronald
Original assignee: The Boeing Company
Priority date: 2003-06-11
Filing date: 2004-06-09
Publication date: 2017-12-12
Also published as: EP1487128A1; CA2464599A1; JP4666953B2; CA2464599C; US6995658B2; US20040258141A1; JP2005006321A; EP1487128B1; BRPI0401936A

Abstract

"comunicação digital sobre linha de energia de 28 vcc". a presente invenção refere-se a uma interface de modem de linha de energia que inclui um modem que modula um sinal rf com dados digitais e desmodula um sinal rf para recuperar dados digitais. um filtro é conectado ao modem e a uma linha de energia cc que fornece energia para um fornecimento de energia local. o filtro acopla os sinais rf a partir do modem para a linha de energia cc e filtra os sinais rf do fornecimento de energia local. o filtro inclui uma primeira indutância conectada a um lado quente da linha de energia cc; uma segunda indutância conectada em série com a primeira indutância e conectada ao fornecimento de energia local; e uma capacitância com uma primeira placa conectada entre a primeira indutância e a segunda indutância, e uma segunda placa conectada ao modem, de modo que o sinal rf é passado entre o modem e a linha de energia cc.

Description

Relatório Descritivo da Patente de invenção para "INTERFACE DE MODEM DE LINHA DE ENERGIA", Fundamentos da Invenção [001] A presente invenção refere-se genericamente à comunicação sobre linhas de energia e, mais particularmente, a fornecer ambos, energia em corrente contínua e comunicações digitais simultaneamente sobre o mesmo fio para aviônica e sistemas de controle em veículos aerotransportados e espaçonaves.

[002] A eletrônica corrente para veículos aerotransportados - tal como aquela que é utilizada para aeronaves militares ou comerciais ou satélites - é tipicamente controlada através de fiação de qualidade para dados, que conecta as unidades de aviônica em redes digitais. Fiação de qualidade para dados, por exemplo, pode ser fiação de pares blindados torcidos. A comunicação de dados em aeronave militar é comumente conseguida utilizando comunicação como especificado pelo padrão militar MIL-STD-1553, daqui em diante referido como "comunicação 1553" como conhecido na técnica, para ligar as caixas de aviônica, isto é, unidades de aviônica juntas para redes digitais. Fiação de veículo aerotransportado pode incluir centenas de pés de fio. Um pequeno caça a jato, por exemplo, pode ter vinte sistemas de aviônica que são conectados uns aos outros por meio de uma rede digital. A fiação de rede de qualidade para dados pode adicionar quantidade considerável de peso a uma aeronave ou a uma espaçonave -tal como um satélite. Peso e volume são restrições críticas de projeto para qualquer aeronave ou espaçonave, de modo que qualquer economia em peso e volume que possa ser conseguida no projeto de uma aeronave ou espaçonave - tal como eliminação de peso de fiação de rede de qualidade para dados juntamente com o volume em espaço ocupado por tal fiação, pode ser um benefício importante para o desempenho da aeronave ou espaçonave.

[003] A Figura 1 mostra um exemplo da técnica precedente de fiação de rede e linhas de energia para um sistema 100 que é típico para aeronave e espaçonave. O sistema 100 pode incluir um número de unidades de aviônica ou caixas 102 - tais como a unidade de aviô-nica 102a, a unidade de aviônica 102b, e a unidade de aviônica 102c. Uma unidade de aviônica pode realizar qualquer de diversas funções importantes para uma aeronave. A aviônica para a aeronave é genericamente dividida em subsistemas tais como RADAR, armas, controles de vôo, mostradores, e assim por diante. O RADAR e instrumentos de vôo, por exemplo, deveríam ser considerados como componentes em subsistemas separados. O sistema 100 ilustra como comunicação pode ser conseguida entre diferentes subsistemas em uma aeronave ou espaçonave. Cada unidade de aviônica 102 pode incluir módulo de eletrônica 104, específico para alguma função de aviônica particular. Por exemplo, a unidade de aviônica 102a pode incluir módulo de eletrônica 104a para um sensor que pode receber um sinal de radar e a unidade de aviônica 102b pode incluir módulo de eletrônica 104b para um mostrador tal como um mostrador de painel de instrumento de cabine de comando. Também, a unidade de aviônica 102c pode incluir módulo de eletrônica 104c que pode ser, por exemplo, um rádio transmissor ou receptor. Em um contexto mais geral, módulo de eletrônica 104 pode incluir qualquer dispositivo digital tal como um microprocessador computador ou um computador.

[004] O sistema de aviônica 100 pode requerer, por exemplo, que o módulo de eletrônica 104a comunique que ele recebeu o sinal de radar para o módulo de eletrônica 104b para apresentação. Assim, o módulo de eletrônica 104a pode fornecer dados 108 para o modem 106a. O modem 106a pode modular um sinal 110 com dados 108, por exemplo, utilizando modulação por código de pulso (PCM), modulação por desvio de fase (PSK) ou chaveamento de deslocamento de fre- qüência (FSK). O sinal 110 pode ser transmitido sobre fiação de qualidade para dados 112 da rede 114. Por exemplo, a fiação 112 pode ser fiação de par blindado torcido como descrito acima. A rede 114 pode utilizar "comunicação 1553", protocolo Ethernet, ou outro protocolo, para encaminhar o sinal 110 sobre o condutor 116 para o modem 106b, como o sinal 110 pode também ser recebido pelo modem 106c como visto na Figura 1. O modem 106b pode demodular o sinal 110 para recuperar dados 108.

[005] Uma rede de par torcido convencional - tal como a rede 114 - requer genericamente aderência a uma topologia de condutor rígida para minimizar reflexões do condutor e assegurar correspondência de impedância adequada, por exemplo, nas terminações 118, para assegurar o bom desempenho do condutor. Uma falha em respeitar os requisitos de topologia do condutor pode resultar em desempenho reduzido do condutor 116 e rede 114. Fiação adicional - tal como fiação 112 - pode também ser necessária para a única finalidade de satisfazer as restrições da topologia do condutor.

[006] O sistema de aviônica 100 também pode incluir uma rede de linha de energia 120 para fornecer energia para as unidades de aviônica 102. A rede de linha de energia 120 pode fornecer energia 121 de corrente contínua de 28 volts (VCC), por exemplo, para fornecimentos de energia locais 122a-122c. Cada fornecimento de energia local 122 pode fornecer energia 124 para modens 106a-106c, e pode fornecer energia 126 paro módulo de eletrônica de aviônica 104a-104c. Por exemplo, cada fornecimento de energia local 122 pode fornecer, tipicamente, energia a 1,5 VCC, 3,3 VCC, 5,0 VCC ou combinações de voltagens.

[007] A Figura 2 mostra um exemplo de um modem de linha de energia de corrente alternada (CA) da técnica precedente 200, que pode ser utilizado para fornecer comunicações digitais sobre uma linha de energia, também referida como uma colocação em rede de linha de energia. O modem de linha de energia 200 pode ser utilizado para fornecer colocação em rede de linha de energia, por exemplo, sobre fiação de 115 VCA - tal como fiação comum doméstica ou de edifício. Colocação em rede de linha de energia é correntemente utilizada, por exemplo, para fornecer acesso Internet a residências através de grades de energia da comunidade. Como visto na Figura 2, por exemplo, energia de 115 VCA pode ser fornecida sobre a linha de energia 202 que pode compreender um lado "quente" 202a e um lado "neutro" ou terra 202b, para um fornecimento de energia local 204. O fornecimento de energia local 204 pode fornecer energia de corrente contínua 206 para o modem 208. O fornecimento de energia local 204 pode também fornecer energia em corrente contínua 210 nas saídas de energia 212 para energizar outro equipamento, tal como um computador pessoal (não mostrado), por exemplo. O fornecimento de energia local 204 pode tipicamente fornecer energia 206 e 210 a 1,5 VCC, 3,3 VCC, 5,0 VCC ou combinações de voltagens.

[008] Um sinal de dados 204 pode também ser transmitido ou recebido sobre a linha de energia 202. O sinal de dados 214 pode ser acoplado ao modem 208 através do transformador 216. O transformador 216 pode ser um transformador simétrico-assimétrico para correspondência de impedância adequada e minimização de perdas de sinal. O modem 208 pode modular sinal de dados 214 com dados 218 para produzir e transmitir sinal de dados 214 ou o modem 208 pode receber sinal de dados 214 e demodular o sinal de dados 214 para recuperar dados 218. Protocolos de comunicações, tais como Ethernet, podem ser utilizados para permitir que diversos usuários (isto é nós) partilhem o condutor de rede, isto é, a linha de energia 202. O sinal de dados 214 pode ser modulado, por exemplo, utilizando técnicas tais como PCM, PSK, ou FSK como descrito acima. Assim, a linha de energia 202 pode ser utilizada para ambos, para transmissão de energia e para transmissão de dados como um condutor de rede.

[009] Como visto no exemplo apresentado na Figura 2, a utilização de linhas de transmissão de energia para comunicações de dados pode eliminar a necessidade por linhas de comunicações de dados separadas, tais como fiação de qualidade para dados 112 da rede 114 vista na Figura 1. Eliminando fiação redundante em um sistema de aviônica em uma aeronave ou espaçonave, tal como a fiação 112 no sistema de aviônica 100, economias significativas de peso podem ser conseguidas para a aeronave ou espaçonave. Peso é uma restrição de projeto de qualquer veículo aéreo ou espacial. Reduzir o número de fios utilizados pela aviônica reduz o peso de um veículo aéreo aprimorando o desempenho e capacidades do veículo. O acoplamento de transformador de sinais de dados para linhas de energia - por exemplo, o acoplamento de sinal de dados 214 para o modem 208 mostrado na Figura 2 - não é apropriado, contudo, para utilização com sistemas de energia de corrente contínua tal como os sistemas de energia de 28 VCC tipicamente encontrados em aeronaves e utilizados para energizar sistemas de aviônica, como sistemas de aviônica 100 mostrado na Figura 1. O acoplamento de transformador que utiliza o transformador 216, por exemplo, não é apropriado porque o enrolamento primário do transformador 216, como mostrado na Figura 2, ligado a partir do lado "quente" 202a através da linha de energia 202 para o lado "neutro" ou terra 202b poderia formar curto com o fornecimento de energia local 204 se corrente contínua estivesse sendo utilizada.

[0010] Como pode ser visto, existe uma necessidade por comunicação sobre linhas de energia para partilhar um único fio que forneça simultaneamente ambos, energia em corrente contínua e comunicações digitais para sistemas de aviônica e de controle em veículos ae-rotransportadas e espaçonaves. Também existe uma necessidade por redução, através de comunicação sobre linhas de energia, da quantidade de fiação utilizada por aviônica e sistemas de controle em aeronave e espaçonave para reduzir peso e economizar espaço dentro da aeronave ou espaçonave.

Sumário da Invenção [0011] Em um aspecto da presente invenção um modem de linha de energia incluí um modem que modula um sinal RF com dados digitais e um filtro. O filtro é conectado ao modem e acopla o sinal RF a partir do modem para uma linha de energia CC.

[0012] Em um outro aspecto da presente invenção, um modem de linha de energia inclui: um modem que demodula o sinal RF para recuperar dados digitais; e um filtro conectado ao modem e a uma linha de energia CC, no qual o filtro acopla o sinal RF a partir da linha de energia CC ao modem.

[0013] Em ainda um outro aspecto da presente invenção, um filtro acopla um sinal RF a partir de um modem a uma linha de energia CC que fornece energia para um fornecimento de energia local. O filtro inclui: uma primeira indutância conectada a um lado energizado da linha de energia CC; uma segunda indutância conectada em série com a primeira indutância e conectada a um fornecimento de energia local; e uma capacitância com uma primeira placa conectada entre a primeira indutância e a segunda indutância, e uma segunda placa conectada a um modem, de modo que o sinal RF é passado entre o modem e a linha de energia CC.

[0014] Em ainda um outro aspecto da presente invenção, uma unidade de aviônica inclui: módulo de eletrônica, um modem, um mi-crocontrolador, um filtro e um fornecimento de energia local. O módulo de eletrônica tem uma interface RAM com duas portas. O modem modula um primeiro sinal RF com dados digitais {primeiros dados digitais) e demodula um segundo sinal RF para recuperar dados digitais (se- gundos dados digitais). O microcontrolador é conectado no modem e interfaceia o modem com o módulo de eletrônica através da RAM com duas portas. O microcontrolador recebe os primeiros dados digitais a partir do módulo de eletrônica e o microprocessador envia os segundos dados digitais para o módulo de eletrônica. O filtro é conectado ao modem e a uma linha de energia CC de modo que o filtro acopla o primeiro sinal RF a partir do modem para a linha de energia CC e acopla o segundo sinal RF a partir da linha de energia CC ao modem. O fornecimento de energia local é conectado à linha de energia CC e conectado ao filtro de modo que o filtro passa o sinal RF para o modem; e o filtro filtra o sinal RF a partir do fornecimento de energia local.

[0015] Em um outro aspecto da presente invenção, o sistema de aviônica inclui: uma linha de energia CC, um fornecimento de energia local, módulo de eletrônica, um modem, um microcontrolador e um filtro. A linha de energia CC fornece uma energia de 28 VCC. O fornecimento de energia local é conectado a um retorno CC da linha de energia CC. O módulo de eletrônica tem uma interface RAM com duas portas. O modem modula um primeiro sinal RF com primeiros dados digitais e demodula um segundo sinal RF para recuperar segundos dados digitais. O microcontrolador é conectado no modem e interfaceia o modem com o módulo de eletrônica através da RAM com duas portas, o microcontrolador recebendo os primeiros dados digitais a partir do módulo de eletrônica e o microcontrolador enviando os segundos dados digitais para o módulo de eletrônica. O filtro é conectado ao modem e ao lado energizado da linha de energia CC, de modo que o filtro acopla o primeiro sinal RF a partir do modem à linha de energia CC e acopla o segundo sinal RF a partir da linha de energia CC ao modem. O filtro é também conectado ao fornecimento de energia local, de modo que o filtro filtra o sinal RF a partir do fornecimento de energia local. O filtro inclui: uma primeira indutância conectada a um lado energizado da linha de energia CC, uma segunda indutância conectada em série com a primeira indutância e conectada ao fornecimento de energia local; e uma capacitância com uma primeira placa conectada entre a primeira indutância e a segunda indutância, e uma segunda placa conectada ao modem, de modo que o primeiro sinal RF é passado do modem para a linha de energia CC e o segundo sinal RF é passado da linha de energia CC para o modem.

[0016] Em ainda um outro aspecto da presente invenção, um método para comunicação digital sobre uma linha de energia CC inclui etapas de: modular um sinal RF com dados digitais em um primeiro modem; acoplar o sinal RF a partir do primeiro modem para a linha de energia CC através de um filtro; acoplar o sinal RF a partir da linha de energia CC para um segundo modem através de um segundo filtro; e demodular os dados a partir do sinal RF no segundo modem.

[0017] Estas e outras características, aspectos e vantagens da presente invenção se tornarão melhor entendidos com referência aos desenhos, descrição e reivindicações a seguir.

Breve Descrição dos Desenhos [0018] A Figura 1 é um diagrama de blocos de sistema que mostra comunicações digitais e conexões de fornecimento de energia para um sistema de aviônica tomado como exemplo da técnica precedente;

[0019] A Figura 2 é um diagrama de blocos que mostra comunicações digitais e conexões de fornecimento de energia para um modem de linha de energia CA, a ser tomado como exemplo da técnica precedente;

[0020] A Figura 3 é um diagrama de rede que ilustra comunicações digitais e conexões de fornecimento de energia para um sistema de aviônica, tomado como exemplo de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0021] A Figura 4 é um diagrama de blocos de interface de aviôni- ca que ilustra comunicações digitais e conexões de fornecimento de energia para uma interface de modem de linha de energia de acordo com uma modalidade da presente invenção;

[0022] A Figura 5 é um diagrama de blocos que ilustra um modem e filtro de acordo com uma modalidade da presente invenção; e [0023] A Figura 6 é um fluxograma que ilustra um método para comunicação digital sobre uma linha de energia CC, de acordo com uma modalidade da presente invenção.

Descrição Detalhada da Invenção [0024] A descrição detalhada a seguir é dos melhores modos atualmente considerados de realizar a invenção. A descrição não deve ser tomada em um sentido limitativo, porém é feita meramente para a finalidade de ilustrar os princípios gerais da invenção, uma vez que o escopo da invenção está melhor definido pelas reivindicações anexas.

[0025] Genericamente, uma modalidade da presente invenção fornece comunicação digital sobre linhas de energia e, em particular, linhas de energia de corrente contínua tais como aquelas utilizadas em aeronaves militares e comerciais e espaçonaves. O número de fios utilizado, por exemplo, por uma aviônica ou sistema de controle da aeronave ou espaçonave, pode ser reduzido na modalidade quando comparada com a técnica precedente, economizando ambos, peso e espaço na aeronave ou espaçonave. Uma modalidade utiliza linhas de energia de corrente contínua de 28 volts (VCC) de um sistema de energia de aeronave como um condutor interconectado para comunicações digitais para um sistema de aviônica de aeronave. A energia de 28 VCC no fio da linha de energia tem uma freqüência de sinal eficaz de zero. A comunicação digital pode ser efetuada sobre canais de freqüência de sinal analógicos entre 2 e 20 megahertz (MHz). A modalidade permite através de divisão de freqüência, para ambos sinais, isto é, energia e comunicação digital coexistirem sobre o mesmo fio. O aspecto inovador de uma modalidade é a utilização de um filtro para enviar e receber os sinais analógicos (que carregam a comunicação digital) para a linha de energia de 28 VCC, em contraste com a técnica precedente que é apenas apropriada para utilização com linhas de energia de corrente alternada (CA). Em uma outra modalidade, ambos, energia e controle podem ser fornecidos sobre o mesmo fio para superfícies de controle do veículo, por exemplo, em contraste com sistemas de controle da técnica precedente que requerem linhas de controle separadas de linhas de energia de corrente contínua (CC). A modalidade também pode reduzir o peso de sistemas de controle do veículo comparada a sistemas de controle de veículo de aeronave ou espaço-nave da técnica precedente.

[0026] Fazendo referência agora à Figura 3, a Figura 3 ilustra um sistema de aviônica 300, tomado como exemplo, de acordo com uma modalidade que emprega comunicações digitais utilizando linhas de fornecimento de energia. O sistema de aviônica 300 pode incluir um número de unidades de aviônica, ou caixas 302, tais como a unidade de aviônica 302a, unidade de aviônica 302b e unidade de aviônica 302c. Uma unidade de aviônica pode realizar qualquer uma de diversas funções importantes para uma aeronave ou espaçonave. Cada unidade de aviônica 302 pode incluir módulo de eletrônica 304 específico para alguma função de aviônica particular. Por exemplo, a unidade de aviônica 302a pode incluir módulo de eletrônica 304a para um sensor que pode receber um sinal de radar e a unidade de aviônica 302b pode incluir módulo de eletrônica 304b para um mostrador tal como um mostrador de painel de instrumento de cabine de comando. Também a unidade de aviônica 302c pode incluir módulo de eletrônica 304c que pode ser um rádio transmissor-receptor, por exemplo.

[0027] O sistema de aviônica 300 pode requerer, por exemplo, que o módulo de eletrônica 304a comunique para o módulo de eletrônica 304b que o módulo de eletrônica 304a recebeu um sinal de radar para apresentação. Assim, o módulo de eletrônica 304a pode fornecer dados 308 para o modem 306a. O modem 306a pode modular um sinal de rádio freqüência (RF) 310 com dados 308, por exemplo, utilizando modulação por código de pulso (PCM), modulação por desvio de fase (PSK), chaveamento de deslocamento de freqüência (FSK), ou qualquer outra forma de modulação adequada para transmitir dados digitais em freqüências RF, para fornecer operação de banda estreita em freqüências que não são atenuadas de maneira elevada na linha de energia. O sinal RF 310 pode ser passado através de um filtro 311 - tal como filtros 311a, 311b, e 311c - que isola a eletrônica do modem 306 da energia CC na linha de energia 312. Por exemplo, um filtro tal como aquele mostrado na Figura 4 e descrito em mais detalhe abaixo, pode ser utilizado. O sinal RF 310 pode ser transmitido sobre o fio de linha de energia 312 para utilizar a linha de energia 312 como uma rede de dados 314. A rede de dados 314 pode utilizar um protocolo de linha de energia muito como o protocolo Ethernet, para permitir que diversos usuários, ou nós, tais como as unidades de aviônica 302a, 302b, e 302c partilhem o condutor 316 de rede de dados 314. Assim, o sinal 310 pode ser encaminhado sobre o condutor 316 para o modem 306b, bem como para o modem 306c, mas pode ser demodulado e utilizado somente pelo receptor projetado, isto é, o modem 306b. O modem 306b pode demodular o sinal 310 para recuperar dados 308.

[0028] O fio da linha de energia 312 do sistema de aviônica 300 pode formar uma rede de linha de energia 320 para fornecer energia para as unidades de aviônica 302. A rede de linha de energia 320 pode fornecer energia de corrente contínua de 28 (VCC), por exemplo, para os fornecimentos de energia locais 322a-322c. Cada fornecimento de energia local 322 pode fornecer energia 324 para modens 306a-306c. Por exemplo, energia 324 pode ser fornecida a 1,5 VCC, 3,3 VCC, 5,0 VCC ou uma combinação destas voltagens. Cada fornecimento de energia local 322 pode fornecer energia 326 para módulo de eletrônica de aviônica 104a-104c. Por exemplo energia 326 pode ser fornecida a 1,5 VCC, 3,3 VCC, 5,0 VCC ou uma combinação destas voltagens.

[0029] Fazendo referência agora às Figuras 3 e 4, a Figura 4 ilustra uma interface de modem de linha de energia 350 de acordo com uma modalidade da presente invenção. Por exemplo, a interface de modem de linha de energia 350 pode ser uma interface de modem de linha de energia 350 como mostrado na Figura 3, e pode incluir modem 306, fornecimento de energia local 322 e filtro 311.0 modem de linha de energia 350 pode receber ou fornecer dados 308 a partir de, ou para, uma unidade de aviônica hospedeira, por exemplo qualquer das unidades de aviônica 302 mostradas na Figura 3. Dados 308 podem ser utilizados pelo modem 306 para modular um sinal RF 310 ou o sinal RF 310 pode ser demodulado pelo modem 306 para fornecer dados 308 como descrito acima. Também, como descrito acima, fornecimento de energia local 322 pode fornecer energia 324 para o modem 306 e pode também fornecer energia 326 em saídas de energia 328, por exemplo, para eletrônica da unidade de aviônica hospedeira tal como qualquer das unidades de aviônica 302 mostradas na Figura 3. Dados e energia podem ser fornecidos para o modem de linha de energia 350 por meio da linha de energia 312. A linha de energia 312 pode incluir um lado "quente" 312a e um retorno CC 312b. Por exemplo, a linha de energia 312 pode ser conectada a um só fornecimento de energia principal de aeronave ou espaçonave que mantém uma voltagem de 28 (VCC) entre o lado energizado 312a e o retorno CC 312b.

[0030] O modem 306 pode ser acoplado à linha de energia 312 através do filtro 311, de modo que o sinal RF 310 pode ser passado para (ou a partir de) o modem 306 pelo filtro 311a partir de (para) a linha de energia 312. Em outras palavras, o filtro 311 é simétrico com relação à direção de propagação do sinal RF 310, de modo que o sinal RF 310 pode ser passado em qualquer direção pelo filtro 311 dependendo se o sinal RF 310 está sendo recebido pelo modem 306 ou está sendo transmitido pelo modem 306. O filtro 311 também pode filtrar energia CC - tal como energia 321 de 28 VCC - a partir da linha de energia 312 para fornecimento de energia local 322. Em outras palavras, o filtro 311 pode fornecer energia CC a partir da linha de energia 312 para o fornecimento de energia local 322 com flutuações de voltagem devido ao sinal RF 310 filtrado, isto é, reduzido abaixo de algum nível nominal.

[0031] Como mostrado na Figura 4, o filtro 311 pode incluir uma primeira indutância 330 e uma segunda indutância 332 conectadas em série entre o lado energizado 312a da linha de energia 312 e fornecimento de energia local 322. O filtro 311 também pode incluir uma ca-pacitância 334 com um lado ou "placa" da capacitância 334 conectado entre a primeira indutância 330 e a segunda indutância 332, e o outro lado ou placa de capacitância 334 conectado ao modem 306. Assim o sinal RF 310 pode ser passado através da capacitância 334 entre a linha de energia 312 e o modem 306 e o sinal RF 310 e outro ruído pode ser filtrado a partir da energia de 28 VCC 321 na linha de energia 312 através das indutâncias 300 e 332, fornecendo energia CC filtrada 321 para fornecimento de energia local 322. Por exemplo, o sinal RF 310 pode ser selecionado para transmitir dados sobre um de qualquer de quatro canais RF que podem ter freqüências centrais por exemplo de 13,847059 MHz, 15,105882 MHz, 16,364706 MHz e 18,882353 MHz. Os valores de indutâncias 300 e 332 e capacitância 334 podem ser escolhidos para passar sinais nas quatro freqüências centrais tomadas como exemplo, ao mesmo tempo que filtram outras freqüências para a terra (isto é, filtram sinais RF e outros ruídos da energia CC for- necida pela linha de energia para o fornecimento de energia local). Por exemplo, o filtro 311 pode ser um filtro passa alto e pode passar fre-qüências maiores do que 2 MHz e filtrar freqüências abaixo de 2 MHz. Por exemplo, a indutância 330 pode ser uma indutância de 10 micro-Henry (μΗ), a indutância 332 também pode ter um valor de 10 μΗ e a capacitância 334 pode ter um valor de 4,4 microfarads (pF).

[0032] Fazendo referência agora à Figura 5, o modem 360 está ilustrado de acordo com uma modalidade. O modem 360 pode ser utilizado, por exemplo, para implementar qualquer dos modens 306 mostrados nas Figuras 3 e 4. O modem 360 pode ser implementado, por exemplo, utilizando um sistema de campo de porta programável (FPGA), ou circuito integrado de aplicação específica (ASIC) e placa disponível de Inari Inc. de Draper, Utah. Por exemplo, o número de produto IPL 0201 é um modem ASIC que integra um núcleo de unidade de processamento central (CPU), portas de entrada-saída (l/O), circuitos de interface e memória intermediária, interface de transmissor conversor digital para analógico (DAC) e canais de recepção seriais.

[0033] O modem 360 pode comunicar dados digitais 308 para trás e para a frente com uma unidade de aviônica hospedeira, por exemplo, qualquer das unidades de aviônica 302 mostradas na Figura 3. O modem 360 pode modular um sinal RF 310 para transmitir dados 308. O modem 360 pode demodular o sinal RF 310 para receber dados 308. O modem 360 pode passar o sinal RF 310 para um condutor de uma rede de linha de energia tal como o condutor 316 da rede de dados 314 - através de um filtro - tal como o filtro 311.

[0034] Um microprocessador 362 que, por exemplo, pode ser integrado na IPL0201 no modem 360, pode controlar o protocolo de condutor, fornecer criptografia/decriptografia, e funções de manutenção de baixo nível para o modem 360. O microprocessador 362 também pode ser implementado, por exemplo, utilizando um microcontrolador Intel® 8051. Um sistema de aviônica hospedeiro tal como o módulo de eletrônica 304 da unidade de aviônica 302, pode interfacear com o modem 360 através do microprocessador 362 através de memória de acesso randômico com duas portas (RAM) no sistema de aviônica hospedeiro. O sistema de aviônica hospedeiro pode escrever dados 308 na RAM com duas portas e então ajustar uma bandeira para indicar que dados 308 estão prontos para transmissão. Quando o modem 360 recebeu dados 308 através do microprocessador 362, por exemplo, o microprocessador 362 pode ajustar uma bandeira para indicar ao sistema hospedeiro tal como o módulo de eletrônica 304, que dados 308 foram recebidos. Também, por exemplo, dados 308 podem ser passados entre um módulo de eletrônica 304 e microprocessador 362 utilizando buffers em anel circular que lêem e escrevem índices para rastrear quando novos dados 308 são recebidos (ou estão prontos para transmitir). Quando dados 308 são recebidos, um microprocessador 362 pode escrever dados 308 para o buffer de anel e incrementar o índice de escrita, o hospedeiro remoto, isto é, o módulo de eletrônica 304 pode monitorar o índice escrito e ler dados 308 a partir do buffer de anel quando muda o índice escrito, incrementando o índice escrito no processo. Desde que os índices lidos e escritos sejam iguais o hospedeiro remoto 304 pode concluir que nenhum novo dado 308 foi recebido.

[0035] O microprocessador 362 pode compactar os dados 308 e pode selecionar canal de freqüência para transmissão. Quatro canais de freqüência diferentes podem ser fornecidos, de modo que, por exemplo, se um canal está muito ruidoso para comunicação adequada, um canal mais silencioso pode ser selecionado. Na configuração tomada como exemplo mostrada na Figura 5, o modem 360 pode transmitir ou receber dados sobre qualquer dos quatro canais RF que podem ter freqüências centrais, por exemplo, de 13,847059 MHz, 15,105882 ΜΗζ, 16,364706 ΜΗζ e 18,882353 ΜΗζ. Assim, ο microprocessador 362 pode selecionar uma das quatro freqüências de canal para transmissão e enviar pacotes de dados na forma de pulsos digitais 363 para o conversor digital para analógico (DAC) 364.

[0036] O DAC 364 pode converter os pulsos digitais 363 para um sinal analógico modulado RF 365. Por exemplo, o DAC 364 pode modular em PSK uma portadora de RF em uma das quatro freqüências centrais de canal tomadas como exemplo, descritos acima, por pulsos digitais 363. O filtro 366 pode conformar a resposta de freqüência analógica a partir do DAC 364, por exemplo, filtrando o sinal 365 para produzir o sinal 367 que pode ser alimentado para o amplificador de energia 368. O amplificador de energia 368 pode amplificar o sinal 367 e dar saída ao sinal RF 310 para o comutador 370. O amplificador de energia 368 pode ser operado a uma impedância de saída baixa para fornecer correspondência de impedância entre o modem 360 e a linha de energia CC 312. Por exemplo, a saída 369 do amplificador de energia 368 pode ser ajustada para uma impedância baixa, por exemplo, aproximadamente 10 ohms, para corresponder à impedância da linha de energia 312 que pode ser aproximadamente 0 ohms. À guisa de contraste, as linhas de energia CA tem uma impedância elevada, por exemplo, aproximadamente 10.000 ohms, de modo que o acoplamento por transformador da técnica precedente, de dados para linhas de energia CA, tem normalmente sido realizado com uma impedância elevada que permite que amplificadores de energia de modem da técnica precedente operem a uma impedância de saída elevada.

[0037] O comutador 370 pode ser ajustado normalmente para receber, isto é, para encaminhar o sinal RF 310 do filtro 311 para o banco de filtros passa-faixa e amplificadores 372. O comutador 370 pode comutar apenas para transmitir, isto é, para encaminhar o sinal RF 310 do amplificador de energia 368 para o filtro 311 quando comandado pelo microprocessador 362. Assim, quando o modem 360 está transmitindo dados 308, o comutador 370 direciona o sinal RF transmitido 310 do amplificador de energia 368 para a linha de energia, por exemplo, linha de energia 312, através do filtro 311. O filtro 311 pode acoplar o sinal analógico transmitido, isto é, o sinal RF 310 a partir do comutador 370 para a linha de energia de 28 VCC, isto é, a linha de energia 312.

[0038] O filtro 311 pode ser utilizado para enviar e receber os sinais analógicos, isto é, o sinal RF 310 para a linha de energia de 28 VCC, isto é, a linha de energia 312. O filtro 311 pode acoplar o sinal analógico recebido, isto é, o sinal RF 310 para o comutador 370 e para o banco de filtros passa-faixa e amplificadores 372, onde cada um dos quatro canais de freqüências, por exemplo, de 13,847059 MHz, 15,105882 MHz, 16,364706 MHz e 18,882353 MHz tem um filtro passa-faixa correspondente.

[0039] Cada filtro passa-faixa, por exemplo, o filtro passa-faixa 372a pode passar seu sinal analógico, isto é, o sinal RF 310 em uma das quatro freqüências, isto é, em um dos quatro canais de freqüência através de um amplificador e para uma seção de freqüência intermediária correspondente (IF) - por exemplo, seção IF 374a de banco de seções IF 374.

[0040] Cada uma das sessões IF 374 pode converter os sinais analógicos, isto é, o sinal RF 310 de volta para pulsos digitais 375. Pulsos digitais 375, por exemplo, podem ser pulsos elétricos desde 0,0 volts até 5,0 volts, em valor, adequados por exemplo para utilizar com lógica transistor para transistor (TTL). Pulsos digitais 375 podem ser acumulados isto é, armazenados temporariamente em buffers 376 e enviados para o microprocessador 362 como dados recebidos 308.

[0041] Fazendo referência agora à Figura 6, uma modalidade tomada como exemplo de um método 400 para comunicação digital so- bre uma linha de energia CC, tal como a linha de energia 312 mostrada na Figura 3, está ilustrada por um fluxograma. O método tomado como exemplo 400 pode incluir etapas 402, 404, 406, 408, 410, 412, 414, e 416 que, conceitualmente delineiam o método 400 para finalidades de ilustrar de maneira conveniente o método 400, de acordo com uma modalidade. O método 400 tomado como exemplo, está ilustrado com referência às Figuras 3, 4 e 5.

[0042] O método 400 pode começar com a etapa 402, na qual um sinal RF é modulado com dados digitais em um primeiro modem. Por exemplo, o sinal RF 310 pode ser modulado com dados digitais 308 a partir do módulo de eletrônica 304a no modem 306a como descrito acima.

[0043] O método 400 pode continuar com a etapa 404, na qual o sinal RF a partir do primeiro modem é acoplado através de um filtro para uma linha de energia CC. Por exemplo, o sinal RF 310 pode ser acoplado através do filtro 311a à linha de energia 312. O filtro 311 pode ser fornecido como uma primeira indutância 330 conectada em série com uma segunda indutância 332, com uma capacitância 334 conectada entre as duas indutâncias 300 e 332 e também conectada ao modem 306, como visto na Figura 4, com valores de indutâncias e capacitância apropriados para passar o sinal RF 310 para o modem 306, ao mesmo tempo que filtra o ruído da linha de energia 312.

[0044] O método 400 pode continuar com a etapa 406, na qual o sinal RF na linha de energia CC é acoplado através de um filtro a um segundo modem. Por exemplo, o sinal RF 310 na linha de energia 312 pode ser acoplado através do filtro 311b ao modem 306b. O método 400 pode continuar com a etapa 408, na qual os dados digitais são demodulados do sinal RF no segundo modem. Por exemplo, o sinal RF 310 pode ser demodulado no modem 306b para recuperar dados digitais 308 e fornecer dados digitais 308 para o módulo de eletrônica 304b.

[0045] Deveria ser entendido, naturalmente, que o que precede é relativo a modalidades preferenciais da invenção, e que modificações podem ser feitas sem se afastar do espírito e escopo da invenção como descrita nas reivindicações a seguir.

REIVINDICAÇÕES

Claims

1. Interface de modem de linha de energia (350) que compreende: um modem (306) que modula um sinal RF (310) com dados digitais (308); e um filtro (311) conectado ao dito modem (306) e a um lado energizado (312a) de uma linha de energia CC (312), em que o dito filtro (311) acopla o dito sinal RF (310) a partir do dito modem (306) à dita linha de energia CC (312), em que o dito filtro (311) é conectado a um fornecimento de energia local (322), que é conectado um retorno CC (312b) da dita linha de energia CC (312), e em que o dito filtro (311) filtra o dito sinal RF (310) a partir do dito fornecimento de energia local (322), caracterizada pelo fato de que o dito filtro (311) compreende: uma primeira indutância (330) conectada ao lado energizado (312a) da linha de energia CC (312); uma segunda indutância (332) conectada em série com a dita primeira indutância (330) e conectada ao dito fornecimento de energia local (322); e uma capacitância (334) com uma primeira placa conectada entre a dita primeira indutância (330) e a dita segunda indutância (332), e com uma segunda placa conectada ao dito modem (306) de modo que o dito sinal RF (310) é passado a partir do dito modem (306) para dita a linha de energia CC (312).

2. Interface de modem de linha de energia (350), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um amplificador de energia (368) que é conectado ao dito filtro (311) e que opera em impedância de saída baixa para correspondência de impedância com a linha de energia CC (312).

3. Interface de modem de linha de energia (350), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o dito modem (306) demodula dito sinal RF (310) para recuperar ditos dados digitais (308) e ainda compreende um amplificador e filtro passa-faixa (370) que são conectados ao dito filtro (311) e acoplam dito sinal RF (310) à linha de energia CC (312).

4. Interface de modem de linha de energia (350), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um fornecimento de energia local (322) e no qual: dito fornecimento de energia local (322) conecta dito modem (306) e fornece energia (324) ao dito modem (306).

5. Interface de modem de linha de energia (350), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende: um microcontrolador (362) conectado em dito modem (306) que seleciona uma de no mínimo duas freqüências de canal para dito sinal RF (310) que é modulado com ditos dados digitais (308); e no mínimo dois amplificadores e filtros passa-faixa (370) em que ditos no mínimo dois amplificadores e filtros passa-faixa (370) operam para receber dito sinal RF (310) sobre ditas no mínimo duas freqüências de canal.

6. Interface de modem de linha de energia (350), de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que ainda compreende um microcontrolador (362) conectado em dito modem (306) e que interfaceia com um módulo de eletrônica (304) de uma unidade de aviônica (302).

7. Interface de modem de linha de energia (350) que compreende: um modem (306) que demodula um sinal RF (310) para recuperar dados digitais (308); e um filtro (311) conectado ao dito modem (306) e a um lado energizado (312a) de uma linha de energia CC (312), em que o dito filtro (311) acopla o dito sinal RF (310) a partir da dita linha de energia CC (312) ao dito modem (306), em que o dito filtro (311) é conectado a um fornecimento de energia local (322), que é conectado um retorno CC (312b) da dita linha de energia CC (312), e em que o dito filtro (311) filtra o dito sinal RF (310) a partir do dito fornecimento de energia local (322), caracterizada pelo fato de que o dito filtro (311) compreende:. uma primeira indutância (330) conectada ao lado energizado (312a) da linha de energia CC (312); uma segunda indutância (332) conectada em série com a dita primeira indutância (330) e conectada ao dito fornecimento de energia local (322); e uma capacitância (334) com uma primeira placa conectada entre a dita primeira indutância (330) e a dita segunda indutância (332), e com uma segunda placa conectada ao dito modem (306) de modo que o dito sinal RF (310) é passado a partir da dita linha de energia CC (312) para o dito modem (306) .