电力线载波油井通信系统
2．2 PIC18控制模块与载波模块电路设计
如图2所示，该电路由6个部分组成，它们集中在一块电路板上。单片机与SSCP485之间的通信，通过单片机串口和某些IO端口实现，SSC P485的4 MHz时钟输出提供单片机的时钟。在接收模式下，模拟信号通过电力线耦合，经过接收回路将信号传输到SSCP485，并将模拟信号转换成数字信号让单片机读取；在发送模式下，单片机将所要发送的数字信号通过写命令将数据写入SSCP485，在下个时钟脉冲到来时，SSCP4 85将数字信号调制为模拟信号，以Chirp波形输出，通过输入带通滤波将干扰滤除后，再通过信号放大电路将信号幅值放大，最后由耦合器耦合到电力线上。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/154879.htm
井下通信模块的MCU程序完成以下主要功能：
(1)采用单片机的ADC数字化采集系统，对各类传感器进行信号采集、处理、监测。
(2)对发送信号进行纠错编码，编码类型选择BCH。
(3)向扩频载波芯片传送数据。
(4)控制通信模块SCCP485工作和系统的工作。
(5)井上通信模块MCU程序完成：接收信息数据包、对接收进行解码、恢复各传感器数据。
(6)对井下传感器的采集数据处理计算，将压力和温度转换为液面高度，并且进行记录。
(7)将液面高度和井下传感器状态数据打包，传送到上位机。
3 耦合电路
3．1 低压电力线网络噪声
低压电力线系统上的噪声较为复杂，不仅因为它是一个时变系统，而且会因接入不同的电器对系统的信号产生回波、驻波、谐振等影响。低压电力线上的噪声可分为以下几类：
(1)有色背景噪声。是由电力线上许多小功率噪声源叠加而产生的干扰，是一种随时间缓慢变化的随机干扰，其功率谱密度(PSD)随频率的增加而降低。
(2)窄带噪声。是一种频带很窄的噪声，多为调幅的正弦信号，主要由中短波广播信号的干扰而产生，其强度在24h内变化。
(3)与工频异步的周期脉冲噪声。这种噪声主要由开关电源产生，大部分按50～200 kHz频率重复，在频域上是一些离散谱，而这些频率上的噪声与Chirp波形同处于一个频带内。在实验初期，通过电力线传送的数据经常产生误码，主要就是第3种类型的干扰导致。通过FFT分析发现，这种高频噪声分布在100～400 kHz之间，而且幅度较大，使信噪比低于0．5。
如图3所示，有剧烈抖动的曲线信号为从1：1耦合器次级测得的市电干扰。试验中，将市电经过简单的高通滤波器，滤除50 Hz及其谐波的干扰，发现仍有高频噪声，此即周期脉冲干扰。下侧图像为其FFT，两根粗垂线之间代表100～400 kHz频带，可见，周期脉冲噪声与Chirp信号处于同一频带范围内，所以该噪声会使信号产生乱码。
3．2 耦合电路设计
为消除周期脉冲的干扰，针对其频率设计了专门的耦合电路，如图4所示，由两部分组成，分别是预滤波电路和高通滤波电路。
首先介绍RC电路：C2为1μf电容，耐压为270 V；R3为1 MΩ；功率为100 W。在加市电信号后，电容将50 Hz及其谐波等低频部分保留到RC网络上，将高频部分传递至变压器原级。但RC电路不能完全消除高频噪声，所以需要加入预滤波电路。
预滤波电路在市电接入前放置，也就是电力线与通信系统接触前，通过一个RC低通滤波网络，这可在市电作为通信信号载体之前，将其固有的周期脉冲噪声滤除，而且对后续的系统工作不会产生负面影响，低通滤波器的频域分析如图5所示。
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