MPBUS电力线通信革除了发射器和航空器的线材

标题:MPBUS DC POWERLINE COMMUNICATION ELIMINATES WIRING IN LAUNCHERS AND SPACECRAFTS(太空交通工具)

图1: DC总线通用的概念(烟雾探测器,喷水阀,紧急出口标志,电池电力线,DC总线调制解调器[主])

MP总线(Modular Power Bus)通信系统是一个独特技术，用来使能在DC电力线上的数据传输。革除了线材，通过减重能提升航空系统的性能，减化了元器件的安装和维护，且提升了系统可靠性。航空系统的电力线供给许多在DC线上施加噪声的激励器，传感器和开关电源逆变器。这里讨论了用于这些恶劣条件下而特殊设计的电力线收发器。展示了MPbus是如何用来作电源管理，和在革除了现有的数据携带线时的传感器/激励器网络；也就是说，用更少的线材增加了更多的功能.EMI/EMC的问题也讨论了的。

一，DC总线概念

用于DC电力线通信的DC总线技术旨在减少传统线束控制和数据线，降低成本，重量和尺寸，同时提供高级的性能和增加系统可靠性。

尽管电子线是一个困难的通信通道，复杂的芯片方案被定制设计，用来克服电子线衰减和噪杂环境。想法是耦合到现在电力线一个高频调制的信号且携带了要求的信息

图2: 调制解调器模块图(主界面,协议处理,编解码,调制解调器,睡眠控制,模拟前端,滤波器,保护网络,电力线)

二，MPBUS项目

MPBUS项目由欧盟在FP7项目下支助，由JMP管理。来自西班牙的工程师旨在开发一个新的电源总线架构，用主线通过智能的节点结合可选择的电池。这些节点能相互之间通信，且一个电池控制器使用一个改进的，在DC电力线上的数据总线技术，为了降低航空系统比如发射器，航天器的整体重量，提供高达3Mbps的数据传输信息率。

为了达到这个目标的比特率，我们研发了MPBUS调制解调器和支持的环境。它是用来做模仿的发射器的环境的通信强壮度的测试和验证。

如图2所示的调制解调器的功能模块图。此调制解调器是用来在非常噪杂和不稳定的环境工作。它使用了一个相位调制载波结合向前误差修正机制的形式，动态地适应通道的条件。8个通信模式提供的从3Mbps(不带数据保护)到带最大保护的470Kbps的比特率。调制解调器实际的执行是在图3中展示的

图3:?MPBUS调制解调器

A,在发射阶段弹出耗尽的电池而无任何电源中断的可能性。在智能智能节点中设计了一个电池管理。

B,使用DC电力线来组建一个由许多的节点组成的网络，包括在不同的发射器阶段所散开的传感器，激励器和电池。全系统的管理是通过一个特定的节点所管理。所有相关的信息流经DC电力线，继而就革除了复杂线束的需要。

图4: MPBUS 电力线网络的电子模型

三，发射器模式

基于电池，传感器，激励器不同的相关参数，发射器的电子模型是诞生了的。比如，在相关频率下由不同节点所展示出的复杂的阻抗。

DC电力线材（做为一个通信连接）的特性也通过选择最好的通道（有更少的衰减）也是被考虑到了的。可以通过分配不同的载波频率给每个网络,来多个独立的网络工作在同样的电力线。图4显示了发射器实际的模型，和其负载连接到电力线网络。

四，通信性能：仿真和测量

构建了一个完整的网络，由测试软件，硬件用来模仿线材和负载，也就是传感器和激励器，还有MPBUS调制解调器器件。在图4上的模拟的系统进行了详尽的测量。一个仿真的脉冲噪声添加到了调制解调器信号。图5显示了一个示波器的截屏关于带了施加了脉冲噪声的DC电力线通信。

图5: 带脉冲噪声的通信信号

发射调制解调器发送由字符ABC….Z组成的测试图案。从测试中的调制解调器收到的数据，用测试软件传送其收到的数据到一个电脑。图6显示了在实际测试数据收到时电脑的屏幕。左边显示了收到的字节数，正确字节和错误字节的数量。屏幕中间图形化地显示了在每秒检测到的实际的波特率和误差数。屏幕右边显示了收到的比特流

图6: MPBUS的测量

五，EMC/EMI

和汽车厂商一起，基于从执行的类似的测试获得的经验，也进行了初始的EMC和EMI测试。

完整的EMC/EMI测试将会在比利时中心举行(ULG_CSL)，是列日大学的研究中心

图7: DC总线器件传导发射

六，总结

在一个模拟的环境进行了的测试证明了使用现存的线束在航空发射器的DC电力线的通信是可行的。它节约了线材和昂贵的要求连接到分步在发射器阶段上的每个传感器的接头。

测试环境是能够检测通信误差，且预测整个频率段的性能。它使得网络的最优化来提供最好的通信通道。使用不同的频率给每个网络,多个独立的通道能够用来给不同的网络。

更多的调研将会进行来调查线材的影响和EMC/EMI的性能。

非常感谢来自西班牙Najera航空的Pablo ortiz和来自以色列Yamar Electronics Ltd公司的Eran Priel对本工作贡献。

DC总线收发器的料号清单:

SiG60:6*6*0.85mm,QFN28

SiG61:9*9*0.85mm,QFN64;带MCU

SIG60迷你评估板: 18*17*4mm

DC总线软件

SiG60?USB界面

SiG60?评估板

DC总线衰减器

DCB1M?物联网电力线调制解调器,1.3Mbps

dcan500?收发器,500Kbps

dcan500-evb

dcb1m-evb

SiG61评估板

SiG61 I/O Dongle

Yamar Electronic Ltd 样品&购买&技术&评估板&演示请咨询代理商:

座机 0755-82565851?

邮件?dwin100@dwintech.com?

手机 156-2521-4151

网站?http://www.dwintech.com/Yamar_Pamphlet.htm?

深圳市南频科技有限公司

D-Win Technology(HongKong) Co.,Ltd

长按此二维码,识别并关注此公众号来获得售前售后支持,以及最新器件发布,应用手册,参考设计视频,白皮书,成功案例,行业信息

首页home 产品product 新品发布news 参考设计ref.d 联系contact 应用笔记app note