Предложены варианты схем передачи цифровых сигналов через цепь питания с минимальными потерями мощности.
Для передачи аналоговый и цифровой информации через цепи питания чаще всего используют традиционные схемы, приведенные на Рисунках 1а и 1б. В первом случае сигнал от передатчика информации Tx (Transmitter) через конденсатор C2 поступает через разделительный дроссель L1 на линию связи с приемником Rx (Receiver). Сопротивление нагрузки по постоянному току на Рисунках 1–3 не показано.
 |
|
| Рисунок 1. | Основные способы передачи информации по цепям питания с использованием разделительных: (а) дросселей; (б) резисторов. |
На приемной стороне через конденсатор связи С3 полезный сигнал отделяется от постоянной составляющей и поступает на вход приемника Rx, усиливается и далее используется по своему назначению. Для того чтобы полезный сигнал на приемной стороне не был зашунтирован фильтрующим конденсатором C4, используется дроссель L2, разделяющий сигналы по переменному току.
Такие схемы используют чаще всего для питания предварительных усилителей телевизионных антенных усилителей по кабелю. Недостатком этих схем является то, что в ряде случаев наблюдаются резонансные и переходные процессы, которые могут повлиять на качество транслируемых сигналов.
На Рисунке 1б показана несколько иная, менее экономная, но более надежная схема передачи аналоговой информации по цепям питания. В качестве элемента, разделяющего сигналы постоянного и переменного тока, используются низкоомные резисторы как на приемной, так и на передающей сторонах. Такая схема отличается более заметными потерями по постоянному току и может быть использована для питания внешних устройств с малым током потребления. Подобные линии передачи информации используют в компьютерной технике при подключении к звуковой карте внешних микрофонов.
Передача цифровых сигналов по двухпроводной линии связана с необходимостью трансляции по цепи питания сигналов достаточно высокой амплитуды. Решить подобную проблему несложно за счет использования схем, приведенных на Рисунках 2 и 3.
На Рисунке 2 показана схема передачи цифровых сигналов по линии питания. В качестве элементов, обеспечивающих поступление цифровых сигналов в линию питания, на передающей стороне используется обычной каскад усиления на транзисторе VT1 BC547A, нагруженный на цепочку резисторов R1 и R3. На вход передающей части устройства подается цифровой сигнал амплитудой 1 В или более (с использованием входного резистивного делителя напряжения). Входной каскад усиления цифрового сигнала на приемной стороне выполнен на транзисторе VT2 BC547A, либо его аналогах. С коллектора транзистора VT2 выходной сигнал приводится к уровню, приемлемому для последующего использования в цифровой технике. Для этого используется повторитель напряжения на элементе DD1.1 микросхемы CD4050. Напряжение питания микросхемы снимается с конденсатора фильтра C3.
 |
|
| Рисунок 2. | Передача цифровой информации через цепь питания с использованием транзисторных усилителей, а также КМОП(ТТЛ)-повторителя напряжения на приемной стороне. |
Еще один пример выполнения линии передачи цифровых сигналов с использованием разделительных резисторов R1 и R2 малого сопротивления показан на Рисунке 3. Для исключения пульсаций напряжения в цепи питания нагрузки на приемной стороне конденсатор C3 должен быть выбран соответствующей емкости.
 |
|
| Рисунок 3. | Передача цифровой информации через цепь питания с использованием компаратора на приемной стороне. |
Приемная часть устройства выполнена на компараторе DA1.1 LM339. Разделение цепей по постоянному и импульсному току происходит за счет использования резистора R2. Полезный сигнал снимается с этого резистора, сравниваемые уровни напряжений через потенциометры R4 и R5 и с использованием резистора R9 поступают на входы компаратора. Потенциометры регулируют таким образом, чтобы на выходе компаратора с его нагрузки R6 снимался цифровой сигнал амплитудой, примерно равной напряжению питания компаратора.
Входные делители напряжения R4, R5 и R9 могут быть выполнены по более усложненной схеме, в частности, могут использоваться индивидуальные делители уровней входных сигналов импульсного и постоянного тока из двух цепочек потенциометров и резисторов. Для повышения КПД вместо резисторов R1 и R2 могут быть использованы дроссели. Поскольку моточные изделия (дроссели) обладают собственной емкостью, при импульсной коммутации в них могут возникать резонансные колебания, искажающие транслируемые цифровые сигналы.
На Рисунке 4 показан вариант выполнения передающей части устройства с использованием микросхемы DD1.1 CD40106, нагрузкой которой являются дроссель L и резистор R1. Приемная часть устройства отличий не имеет.
 |
|
| Рисунок 4. | Передатчик цифровой информации через цепь питания, вариант. |
Подобные линии связи могут быть выполнены и с использованием TTL-элементов. Соответственно, напряжения питания устройств, выполненных с использованием TTL- или KMOП-микросхем, должно соответствовать их рабочим напряжениям.
