[发明专利]用于两线串行链路的连续功率传递方法

说明书

本申请是于2006年6月16日提交的、PCT申请号为PCT/US2006/023523、于2008年2月19日进入中国国家阶段的、国家申请号为200680030274.9、发明名称为“用于两线串行链路的连续功率传递方法”的申请之分案申请。

技术领域

本发明总体上涉及由隔离屏障隔开的两个装置之间的数字通信。

背景技术

世界各地的管理机构已建立了用于将用户设备连接到电话网络的标准和规章。这些规定旨在避免对电话网络的破坏，以及减轻对同样连接到该网络的其它设备的干扰。不过，这些规定通常存在难以设计的挑战。

例如，通常要求用户设备或数据通信设备、如数据调制解调器配备某种形式的电气隔离，以避免来自该用户设备的电压电涌或瞬变对电话网络产生不利影响。电气隔离还解决了和电话线路与用户设备之间的工作电压的差别有关的潜在问题。更具体地说，在一个给定的网络上，电话线路电压可能有很大的不同，常常超过用户设备的工作电压。在美国，目前需要1500伏的绝缘。在其他国家，规定的绝缘可能达到3000－4000伏。

已利用了许多技术来提供所需等级的电气绝缘。例如，经常使用大型的模拟隔离变压器来磁耦合两线电话线路和调制解调器或其它电路的模拟前端之间的模拟信号，同时维持适当的电绝缘等级。隔离变压器的作用是阻止可能有害的直流分量，从而保护数据连接的两侧。

隔离变压器一般是在调制解调器技术中被称为数据访问装置(DAA)的一部分。术语DDA一般指用于提供源自中央局的公共电话网络与主系统的数字数据总线或者数据终端设备之间的接口的电路。DAA使调制解调器或类似装置与电话线路电气隔离，以控制电磁干扰/射频干扰(EMI/RFI)的发射。除了电气隔离之外，DAA通常还产生多种信号（例如振铃信号）供用户设备使用。DAA可以通过电话插口、如用于标准电话机的RJIIC连接，从电话线路接受信号。

通常，许多电路必须从电话线路得到信息，并且往往对于传输至主系统及从主系统接收的每个信号都需要隔离。这样的电路可以包括：发送和接收电路；振铃信号检测电路；用于在语音和数据传输之间转换的电路；用于拨打电话号码的电路；线路电流检测电路；用于指示设备被耦合到功能性电话线路上的电路；以及线路断开检测电路。常规的DAA设计针对DAA的每个功能利用了隔离线路侧电路和跨越高压隔离屏障的隔离信号路径。这种常规设计需要不希望的大量隔离屏障。

一种更为现代的用于减少DAA中的隔离屏障数量的解决方案是把DAA电路分成线路侧电路和系统侧电路。线路侧电路包括为连接到电话线路所需的模拟元件，而系统侧电路通常包括数字信号处理电路和用于与主系统通信的接口电路。从电话线路进入的模拟数据信号通过线路侧电路中的模数转换器被数字化，并经由数字双向串行通信链路跨越“数字”隔离屏障传输到系统侧电路。然后该数字数据信号可以由系统侧电路中的数字信号处理电路处理。相反地，来自主系统的数字数据信号可以经由双向串行通信链路越过数字隔离屏障传送到线路侧电路，在那里数字数据信号被转换成模拟信号并被置于电话线路上。

不过，在这种更为现代的DAA中出现的一个问题是，必须为线路侧电路提供单独的、与主系统电源隔离的直流电源。已经提出了用于提供隔离的电源的两种主要方法。在第一种方法中，从主系统经由单独的功率变压器以数字脉冲流的形式向线路侧电路传递功率。这些脉冲形成了可以通过线路侧电路中的整流器转换成直流电源电压的交流信号。这种方法的缺点是，其需要至少两个变压器—一个用作数字数据信号的隔离屏障，另一个用于对线路侧电路提供功率。

已经提出的第二种方法是，从电话线路本身得到用于线路侧电路的功率。但是，这种方法在实际中难以实现，因为在一些国家包括德国和澳大利亚的电话通信系统的规范严格地限制了DAA可以从电话线路使用的功率量。这种方法还倾向于减少用户设备可以离开中央电话局的距离，这是因为，在电话线路上的电压降随用户设备和电话公司中央局之间的距离增加而增大。

发明内容