ТЕХНОЛІГІЯ ПЕРЕДАЧІ ДАНИХ ЗА ДОПОМОГОЮ ПУЛЬСАЦІЙ НА ОСНОВІ ІМПУЛЬСНОГО ПОНИЖУЮЧОГО ПЕРЕТВОРЮВАЧА

Автори:
1
Lviv Polytechnic National University
2
Ternopil Ivan Puluj National Technical University

У цій статті описується метод електронної комунікації, заснований на використанні перетворювача DC-DC як пристрою для передачі даних. Вихідна напруга імпульсного перетворювача постійного струму моделюється за допомогою сигналу амплітудної маніпуляції (ASK). Модуляція відбувається в колі зворотного зв'язку імпульсного перетворювача. Вихідний сигнал проходить через лінію передачі до смугового фільтра, де шуми та постійна складова відкидаються. Лінія передачі представлена у вигляді довгого провідника певної довжини, що містить активні та реактивні паразитні параметри. Ці параметри впливають на загальне спотворення гармонік (THD) початкової форми ASK сигналу. Метод передачі даних за допомогою пульсацій може бути використаним для спрощення електричного підключення та зменшення кількості провідників в системі. Це робить його особливо корисним для пристроїв Інтернету речей (IoT), які використовуються у нетипових середовищах, де радіочастотний сигнал може бути слабким або ненадійним. У наш час електричні кабелі є дорогою частиною електронних виробів. Великі компанії витрачають значні ресурси на виготовлення електропроводки та кабельні монтажні роботи. Використання модулів зв’язку на основі пульсацій може знизити кінцеву ціну продукту та підвищити надійність. Крім того, ці системи можуть бути легко вбудовані в існуючі пристрої, оскільки пристрої зв’язку на основі пульсацій не вимагають додаткових провідників або додаткових радіочастотних модулів для передачі інформації. Запропонований метод зв’язку може бути використаний у таких галузях, як: системи керування батареями, промислове керування освітленням, автомобільна промисловість або навіть у високоефективних джерелах живлення для телекомунікаційних рішень. Метою цієї роботи є створення моделі передачі сигналу та демонстрація залежності між довжиною провідника та коефіцієнтом нелінійних спотворень. Низький КНС важливий для операцій декодування та обробки сигналу. Після етапу фільтрації ASK сигнал через блок аналого-цифрового перетворювача (АЦП) проходить до мікропроцесора. Збільшення КНС сигналу вплине на значення ефективної кількості бітів АЦП (ENOB). В результаті, всі подальші етапи обробки сигналу, такі як цифрова фільтрація та обчислення, потребуватимуть більшої кількості апаратних ресурсів

[1]   G. Lin and Z. Zhang, "Low Input Ripple High Step-Up Extendable Hybrid DC-DC Converter," IEEE Access, vol. 7, pp. 158744-158752, 2019, doi: 10.1109/ACCESS.2019.2950524.

[2]   V. Bhuvaneshwari and D. Tamilselvan, "Input current ripple reduction based boost converter through T-filter network," in 2015 International Conference on Innovations in Information, Embedded and Communication Systems (ICIIECS), 19-20 March 2015 2015, pp. 1-5, doi: 10.1109/ICIIECS.2015.7193109.

[3]   J. Kundrata, I. Skeledzija, and A. Baric, "EMI and Voltage Ripple Co-Optimization of a Spread-Spectrum Controller in Buck Converters," IEEE Access, vol. 10, pp. 131909-131919, 2022, doi: 10.1109/ACCESS.2022.3229972.

[4]   M.-J. Choi and S.-E. Jin, "Design of low power ASK CMOS demodulator circuit for RFID tag: Design of All-MOSFET low power ASK demodulator," in 2010 IEEE International Conference of Electron Devices and Solid-State Circuits (EDSSC), 15-17 Dec. 2010 2010, pp. 1-4, doi: 10.1109/EDSSC.2010.5713752.

[5]   M. Csizmadia and M. Kuczmann, "Feedback linearization with integrator of DCDC buck converter taking into account parasitic elements," in 2021 IEEE 19th International Power Electronics and Motion Control Conference (PEMC), 25-29 April 2021 2021, pp. 97-101, doi: 10.1109/PEMC48073.2021.9432632.

[6]   D. Dzung, I. Berganza, and A. Sendin, "Evolution of powerline communications for smart distribution: From ripple control to OFDM," in 2011 IEEE International Symposium on Power Line Communications and Its Applications, 3-6 April 2011 2011, pp. 474-478, doi: 10.1109/ISPLC.2011.5764444.

[7]   J. Chen, J. Wu, R. Wang, R. Zhang, and X. He, "Coded PWM Based Switching Ripple Communication Applied in Visible Light Communication," IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 36, no. 8, pp. 9659-9667, 2021, doi: 10.1109/TPEL.2021.3056754.

[8]   A. Katsuki, T. Mizuki, K. Shibahara, K. Morita, K. Masutomo, and S. Maeyama, "Characteristics of transmission carrier in a new wire communication system by the use of high-ripple DC-DC converter," in 2014 International Power Electronics Conference (IPEC-Hiroshima 2014 - ECCE ASIA), 18-21 May 2014 2014, pp. 3624-3629, doi: 10.1109/IPEC.2014.6870019.

[9]   R. Wang, J. Du, S. Hu, J. Wu, and X. He, "An embedded power line communication technique for DC-DC Distributed Power System based on the switching ripple," in 2014 International Power Electronics and Application Conference and Exposition, 5-8 Nov. 2014 2014, pp. 811-815, doi: 10.1109/PEAC.2014.7037962.

[10]   R. M. Rocha-Torres et al., "On the Procedure of Finding the ENOB in ADC Converters," in 2023 IEEE International Conference on Engineering Veracruz (ICEV), 23-26 Oct. 2023 2023, pp. 1-6, doi: 10.1109/ICEV59168.2023.10329754.