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直流电力线网络上的多输入/输出控制SiG102

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SIG102——直流电力线网络上的多输入/输出控制

一, 概述

SIG102收发器器件通过电力线合并了数据和电源,从而无需控制线和数据线。八个可配置的输入/输出端口可以配置为脉冲宽度调制(PWM)输出,模数转换器(ADC)输入和数字输入/输出。SIG102是用于直流电源线上的多个传感器和执行器网络的解决方案。

SIG102是一种经济型器件,可用于控制电动机或照明灯,读取传感器等,从而无需专用控制线和微控制器(主机ECU),从而减小了线束的尺寸,并提高了可靠性。

该器件具有独特的内置字节定向通用异步收发传输器(UART)多路复用信号调制解调器,旨在克服高达115.2Kbit/秒的比特率的电力线噪声条件。不使用器件时,睡眠模式可降低功耗。SIG102封装为QFN48(7x7mm),适用于小尺寸印制线路板(PCB)占板面积。

SIG102网络由一个作为主设备的SIG102器件组成,由任何电子控制单元(ECU)通过其通用异步收发传输器(UART)端口(HDI,HDO和HDC引脚)进行控制。最多255个SIG102器件可以作为从设备运行。当器件作为主设备(连接到ECU)运行时,它将通过电力线远程控制其他SIG102从设备的输入输出端口,并在本地控制其自己的端口。

多个网络可以使用5MHz至30MHz之间的可选载波频率(间隔为100 KHz)在同一条电力线上运行。

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二, 应用领域

1 可再生能源微电网

电池管理(BMS)

气候控制网络

4 传感器/执行器总线

5 机器人控制网络

6 照明控制

7 车辆控制网络

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三, 特点

1 主设备最多控制255个输入 / 输出从设备

2 具有8个可配置数字或模拟输入 / 输出引脚的独立从设备

3 直流电源线上的抗噪通信网络

4 可选比特率,从9.6kbit/s到115.2kbit/s

5 多个网络可以通过一条电力线运行

6 251种可选载波频率(5MHz至30MHz)

7 在广泛的直流电压范围内通信。

8 小尺寸48引脚QFN封装

9 睡眠模式,低功耗

10 输入/输出看门狗保护 

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图1—SIG102传感器执行器网络

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四, 描述说明

SIG102是一款多输入/ 输出电力线收发器器件,具有独特的调制解调器,该调制解调器专门设计用于通过嘈杂的直流电力线进行经济的通信。该器件具有八个可配置的输入/输出引脚,分别用作模数转换器(ADC)输入,脉冲宽度调制(PWM)输出和数字输入 / 输出。所有八个输入/输出引脚都可以通过直流电源线从主SIG102器件进行远程控制,或者通过主机电子控制单元(ECU)的通用异步收发传输器(UART)端口使用HDI,HDO和HDC引脚进行本地控制。

当不需要通过电源线进行通信时,休眠模式可显著降低功耗。

1, 信号技术

SIG102通信基于独特的信号技术。器件发送和接收通用异步收发传输器(UART)字节;通过电力线上的多相信号载波对其进行调制。在接收端,从电力线提取该相位调制的模式,并作为通用异步收发传输器(UART)字节解码回去。字节数(信息大小)没有限制。

2, SIG102网络

SIG102作为多个SIG102设备的主从网络,在5MHz至30MHz之间的可选载波频率(间隔为100kHz)上运行。通过为每个网络选择不同的载波频率,多个独立的网络可以在同一条电力线上运行。建议两个载波(网络)之间至少保持1MHz的间隔。

当在主频率上通信失败时,使用FREQ_SEL[1:0]引脚预定义了两个备用频率用于快速跳变。主工作频率和两个备用频率由第3.3.2节中所述的专用寄存器设置。

图2描绘了一个典型的SIG102网络,该网络由一个SIG102主设备组成,该设备可远程控制连接到SIG102从设备的传感器和执行器。此外,主SIG102设备可以与也连接到电子控制单元(ECU)的从SIG102设备之间进行数据传输和接收数据。图2展示了从SIG102 TX设备到通过Ccoupling耦合到同一条电源线的三个SIG102 RX设备的单条电源线字节域传输。在SIG102 TX器件HDI上检测到起始位后,电力线字节字段传输开始。在修复TRX_delay的延迟之后,对电力线字节域进行解码,并在SIG102 RX设备的HDO上以数字方式输出。

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图2 – SIG102典型网络

2.1 SIG102通道参数

2.1.1 载波频率:5MHz-30MHz之间的251个可选频率,间隔为100 kHz。

2.1.2 电力线比特率:9.6kbit/s,10.4bit/s,19.2Kbit/s,38.4Kbit/s,57.6kbit/s和115.2kbit/s。
2.1.3 电力线电压:任何,具有正确的电力线耦合接口(请参阅2.5.7)

2.1.4 电缆长度:取决于电力线负载交流信号衰减(100米是可行的)

2.1.5 电缆类型:任何电缆

...省略余下32页

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