Спосіб передачі інформаційних сигналів по проводах ліній електропередачі

Изобретение относится к технике проводной связи и может быть использовано при передаче сигналов по линиям энергоснабжения. Известен также способ передачи информационных сигналов по проводам линий электропередачи в тональном диапазоне частот, заключающийся в том, что частоту сигнала принимают равной где промышленная частота; и - целые числа, и не кратно при этом фильтр приемного устройства выполнен следящим. Применение такого способа в тех случаях, когда уровень помех на входе превышает в 60 раз уровень сигнала. Однако его недостатком является сложность реализации. Цель изобретения - упростить реализацию способа и обеспечить снижение уровня мощности передаваемого информационного сигнала, а также повышение помехозащищенности. Поставленная цель достигается тем, что в способе передачи информационных сигналов по проводам линий электропередачи, при котором на передающей стороне информационный сигнал в виде посылок тональной частоты вводят в линию электропередачи, причем, частота тональных посылок лежит в диапазоне между любыми двумя смежными гармониками промышленного напряжения, а на приемной стороне выделяют информационный сигнал, согласно изобретению, на приемной стороне после выделения информационный сигнал детектируют и выделяют на частоте, равной разности между частотой информационного сигнала и частотой ближайшей к нему нечетной гармоники промышленного напряжения. Преимущества предложенного способа выделения сигнала обуславливаются следующим. Полосовой фильтр, настроенный на частоту сигнала, находящуюся между естественными высшими гармониками, обязательно одновременно наряду с сигналом несущей частоты выделяет и составляющие, обусловленные наличием высших гармоник. В связи с тем, что о токе и напряжении сети всегда присутствуют все высшие гармоники, причем, уровень гармоник значительно превышает уровень четных, то на выходе полосового фильтра, подключенного к сети (фактически, к вторичной обмотке трансформатора напряжения или тока, контролирующего напряжение или ток сети) всегда будет присутствовать составляющая несущей частоты и составляющая ближайшей к несущей нечетной высшей гармоники. Остальные гармоники будут иметь значительно меньший уровень ближайшей нечетной. Объясняется это следующим. Уровень ближайшей четной гармоники будет очень мал, так как ее составляющая в сети мала. Уровень других гармоник, дальше отстоящих от частоты настройки фильтра, на его выходе имеют также значительно меньшие значения, чем уровень ближайшей нечетной гармоники вследствие ослабления фильтром, тем более сильным, чем дальше их частоты отстоят от частоты настройки. Практически на выходе полосового фильтра, имеющего добротность, например, около 20 - 30, настроенного на частоту несущей, на ходящейся между частотами четной и ближайшей нечетной гармоники, всегда присутствует сигнал несущей частоты и си гнал ближайшей нечетной гармоники. Остальными гармониками, во всяком случае при объяснении предлагаемого способа, вполне можно пренебречь. Как известно, при наличии на выходе какоголибо источника двух близких по частоте колебаний с частотами и происходит сложение этих колебаний и результирующая кривая, характеризующая эти колебания, имеет ряд максимумов и минимумов, следующих с частотой Максимумы этой кривой имеют амплитуду а минимумы где - большая, - меньшая амплитуда каждого колебания. Если продетектировать такое напряжение, то на выходе детектора, кроме постоянной составляющей и гармоник, обусловленных выпрямлением синусоидальных колебаний, будет иметь место колебание с частотой Амплитуда этого колебания пропорциональна половине разности между амплитудами и т.о. пропорциональна амплитуде колебания с меньшей амплитудой ибо а частота этого колебания равна Уменьшение амплитуды по сравнению с амплитудой A2 при двухполупериодном выпрямлении, в основном, будет определяться коэффициентом а при однополупериодном коэффициентом обусловленным отношением постоянной составляющей выпрямленного напряжения к амплитуде выпрямляемого. На фиг.1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг.2 временные диаграммы напряжений (кривая I напряжение на выходе полосового фильтра, кривая 2 - напряжение на выходе детектора, 3 напряжение на выходе фильтра, настроенного на частоту). Устройство содержит генератор 1 информационного сигнала, первый трансформатор 2, линия электропередачи обозначена 3. На приемной стороне устройство содержит второй трансформатор 4, первый фильтр 5, детектор 6 и второй фильтр 7. Как видим, по предложенному способу чрезвычайно просто с использованием только простейших фильтров выделяется сигнал, пропорциональный амплитуде колебаний несущей частоты сигнала. Помехи на частотах гармоник, являющиеся основным видом помех для систем передачи информации на тональных частотах, совершенно не сказывается на приеме сигнала по той причине, что выделяемые предложенным способом колебания имеют место только при наличии в сети колебаний несущей частоты, а частота выделяемых колебаний более, чем на порядок ниже частоты гармоник, создающих основные помехи. Поэтому частоты близких к несущей гармоник очень хорошо подавляются при второй фильтрации. Промышленная частота и гармоники нижнего участка спектра очень хорошо отфильтровываются при первой фильтрации, т.н. частота настройки первого полосового фильтра значительно выше промышленной частоты. Испытания макетного образца приемного устройства, выполненного по предлагаемому способу показали, что предложенным способом выделяется сигнал, пропорциональный частоте 425Гц на фоне помехи частотой 450Гц в 75 раз меньший уровня помехи. Как видим, предложен практически идеальный способ выделения сигнала тональной частоты, который, естественно, должен использоваться при выполнении систем передачи информации по проводам линий электропередачи и который буквально революционизирует выполнение этих систем, так как позволяет значительно уменьшить мощность генератора тональной частоты передающего устройства, значительно упростить приемное устройство и при этом повысить достоверность передаваемой информации, ибо при использовании такого способа передача практически не подвергается помехам.