[发明专利]包括由共用于电力和数据的线连接的控制器和至少一个外围设备的航空电子系统

说明书

技术领域

本发明的技术领域为航空电子设备。更具体地，本发明涉及一种航空电子系统，其包括中央控制器和通过电力线连接到所述中央控制器的一个或多个远程外围设备。

背景技术

现今航空电子系统包括越来越智能的传感器或激励器类型的远程外围设备。它们涉及特殊的关键的飞行控制设备，例如电致动器，其不仅由中央控制器控制，还向中央控制器提供报告。

在中央控制器和远程外围设备之间有必要具有同时的双向通信信道(“全双工”)，从而一方面中央控制器能够将其命令和指令发送到远程外围设备，另一方面外围设备可以将其报告反馈给中央控制器。

数据的交换通常为每秒10000个样本的量级，从而需要100k比特(bits)到1M比特量级的通带。将会注意到当外围设备与中央控制器形成伺服环路时对通带的要求尤其更高。

因此希望一方面对远程外围设备供应电力(通常为几kW)，另一方面确保具有1M比特/秒(bits/s)的有用信息的发送速率的与通常远达50m的远程外围设备之间的同时的双向通信信道。

另外，这样的航空电子系统一般用于复合飞机环境，复合飞机环境具有特定的约束，特别是对于机载电子元件的设计方面(符合DO254标准)。

因此，为了确保1500V的绝缘接触闪电约束，需要设置高阻抗路径来抵抗感应电流的通路。而且，电磁兼容(EMC)约束强制指示的EMC至少对于低频元件来说不是针对金属地(metallic earth)。

对于已知的联机载波电流(CPL)的技术，已知其能够共用单根双股线来发送电力和双向数据。根据该技术，数字信息被调制和添加到电信号(electrical signal)从而能够通过电线行进传递。

然而CPL技术在辐射方面非常污染因此不符合飞机环境的EMC约束。此外很难完成对复杂商业元件(COTS元件：商用现货)的DO254合理化。

因此证明CPL技术不适用于航空电子系统。

事实在于，利用航空电子系统的电力线来向外围设备提供电力并且携带在控制器和外围设备之间以同时的双向模式发送的数据，同时还符合该系统要应用于的环境的特殊约束是明智的。

发明内容

本发明的目的在于响应此需要，并为此根据第一方面提供一种形成中央控制器的装置，该中央控制器通过电力线连接到远程外围设备，所述装置包括：电力发送器和设置在所述电力发送器和电线之间的低通滤波器，以及用于发送/接收基带数据的装置和设置在数据发送/接收装置和所述电线之间的高通滤波器，所述电线的类型为共用(mutualized)于将低频电力从所述中央控制器发送到所述远程外围设备，以及在所述中央控制器和所述远程外围设备之间以高频同时双向传送基带数据。

根据第二方面，本发明提供一种形成远程外围设备的装置，该远程外围设备通过电力线连接到中央控制器，所述装置包括：电力接收器和设置在所述电力接收器和电线之间的低通滤波器，以及用于发送/接收基带数据的装置和设置在数据发送/接收装置和所述电线之间的高通滤波器，所述电线的类型为共用于将低频电力从所述中央控制器发送到所述远程外围设备，以及在所述中央控制器和所述远程外围设备之间以高频同时双向发送基带数据。

根据本发明的第一方面和第二方面的装置的某些优选地但是非限制方面如下：

-所述数据发送/接收装置包括差分放大器，该差分放大器能够在所述电线上发送的数据中，区分本地发送的数据和接收的数据。

-所述差分放大器一方面通过变压器接收在所述线上发送的数据，另一方面通过增益衰减器和延迟器(retarder)接收本地发送的数据。

-由所述差分放大器区分的接收的数据流过包括迟滞比较器的接收电路，该迟滞比较器能够重新构建接收的消息的二进制状态。

-所述接收电路还包括用于接收的消息的时钟再生的装置。

-所述本地发送的数据流过包括高频滤波器的发送路径，该高频滤波器接收以二进制信号形式发送的数据，并且适用于确保这些数据的零平均分量。

-此外，所述中央控制器的发送路径包括阻抗，该阻抗的值等于所述电线的特征阻抗。

-此外，所述远程外围设备的发送路径包括电压/电流转换器，该电压/电流转换器具有准无限大的输出阻抗。

-所述发送/接收装置被配置为根据NRZ编码发送基带数据。

-所述发送/接收装置被配置为实现扰频和自校正功能。

-形成中央控制器的装置的所述发送/接收装置被配置为以专用于所述外围设备的时间间隔发送提醒(attention)远程外围设备的数据。