[发明专利]针对C8PSKHART系统中的电缆损耗均衡发射信道的方法和设备

说明书

发明背景

本发明涉及高速信道可寻址远程转换器（“HART”）系统，且更具体地涉及均衡C8PSK HART系统中的电缆损耗。

HART协议是用于在智能现场装置与控制系统之间跨模拟线发送和接收数字信息及通过同时允许双向数字通信而提高传统的4-20mA信号传递的全球标准。图1图示HART网络的示意图。如所示，HART网络100包括控制室101和耦接至控制室101的多个现场装置110.1至110.n。现场装置通常是由控制室101控制的仪器，例如，压力传感器、控制阀等。其响应于来自控制室101的命令收集信息并且经由HART协议将信息传达回至控制室101。控制室101随后根据接收自现场装置的信息控制现场装置，例如，110.1。结合HART协议，控制室101与现场装置通信以执行装置配置或再配置、装置诊断及装置故障排除而无需指派工程师到现场。在图1中，R1至Rn及C1至Cn分别表示将现场装置110.1至110.n互连至控制室101的通信线的电阻及电容且Rsense表示至网络的控制室101的负载。

相干8向相移键控（C8PSK）广泛用于电信行业且已知用于提供2线现场设备所需的较快通信与较低功率消耗之间的最佳平衡。

图2图示现有技术C8PSK HART现场装置中的发射器的示意架构。如所示，符号映射装置201的输入被耦接至发射器200的输入。符号映射装置201按9.6Kbits/秒接收输入数据流且将数据流分为多个符号，每个符号是一组三个连续位（三位）且被映射为相角。符号映射装置201的输出信号的频率是3.2KHz。

查找表（LUT）202的输入被耦接至符号映射装置201的输出以接收符号。符号被用作LUT202的指针以找出符号的实部和虚部。

根升余弦（RRC）滤波器203被耦接至LUT202的输出以接收符号的虚部（Imag）且RRC滤波器204被耦接至LUT202的输出以接收符号的实部（Real）。RRC滤波器203和204过滤符号的实部和虚部并且分别输出符号的正交相位信号Q和同相信号I。

混合器205的一个输入被耦接至RRC203的输出以接收正交相位信号Q且混合器205的另一个输入接收载波cos(ωt)。混合器205将Q与cos(ωt)相乘。

混合器206的一个输入被耦接至RRC204的输出以接收同相信号I且混合器206的另一个输入接收载波sin(ωt)。混合器206将I与sin(ωt)相乘。

加法器207的一个输入被耦接至混合器205的输出以接收信号Q×cos(ωt)且加法器207的另一个输入被耦接至混合器206的输出以接收信号I×sin(ωt)。加法器207将这两个信号组合在一起并且输出要发射信号Q×cos(ωt)+I×sin(ωt)。

数字模拟转换器（DAC）208具有被耦接至加法器207的输出的输入，并且将要发射信号Q×cos(ωt)+I×sin(ωt)转换为模拟信号。

缓冲器209的输入被耦接至DAC208的输出。模拟信号在进入发射信道之前在缓冲器209上缓冲。

信道特性对于HART网络中的每个现场装置不同，这取决于其与控制室的距离。在现有技术C8PSK HART系统中，控制室无表示现场装置位置的数据且因此不了解其与现场装置之间电缆的带宽。电缆带宽可因电缆系统的非线性而导致控制室接收器上的大比特误码率。

根据C8PSK HART协议，可通过现场装置中的接收器中的信道估计装置估计并且均衡从控制室至现场装置的信道的带宽限制。但是，C8PSK HART标准和现有技术C8PSK HART现场装置均无发射器侧均衡。

因此，需提供一种调整来自现场装置的信号以克服电缆带宽限制的方法和一种可补偿其发射信道中的带宽限制的现场装置并且需允许控制室中的良好接收而不管现场装置在网络中的位置。

附图说明

因此，可了解本发明的特征，下文描述多个图示。但是，应注意附图仅图示本发明的特定实施方案且因此不被视作限制其范围，因为本发明可涵盖其它同样有效的实施方案。

图1图示HART网络的示意图。

图2图示现有技术C8PSK HART现场装置中的发射器的示意架构。

图3图示根据本发明的一个实施方案的C8PSK HART现场装置中的发射器的示意架构。

图4图示根据本发明的一个实施方案的C8PSK HART现场装置的接收器和发射器的示意架构。

图5图示C8PSK HART系统中的模拟信号。