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复合耦合技术在低压电力线载波通信接口电路设计中的应用

作者:时间:2011-07-18来源:网络收藏

载波接收端接口电路


图4 接收端电路。

  3 电路的仿真试验及分析

  根据电路的电压转移函数,对双口网络进行计算机仿真分析。在此,重点分析在不同阻抗条件下带通滤波器
带通滤波器

  带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器,与带阻滤波器的概念相对。一个模拟带通滤波器的例子是电阻-电感-电容电路(RLC circuit)。这些滤波器也可以用低通滤波器同高通滤波器组合来产生。 [全文]

的通频带,即该接口电路的频率特性。频率特性是*价该接口电路性能的一项重要指标。仿真显示,当电阻为2、10、20、50、70、100 Ω 时,幅频特性情况如表1 和表2 所示。

  对50 Hz /220 V 强电的相对抑制力( dB)=

 对50 Hz /220 V 强电的相对抑制力( dB)=

表1 不同阻抗及不同中心频率下的输出幅度(Uop /V) 输入信号幅度= 1 V。

不同电力线阻抗及不同中心频率下的输出幅度

 表2 不同电力线阻抗的上、下限截止频率及通频带。

不同电力线阻抗的上、下限截止频率及通频带

  从表1 和表2 的分析结果可见:电力线阻抗越大,接口电路的通频带就越宽,对信号的性能也就越好,但选择性差;反之,电力线阻抗越小,接口电路的通频带越窄,对信号的性能就越差,但选择性好。经统计分析知,电力线的统计阻抗一般在5 ~ 1 5 Ω之间[2]。因此,ST 7538电力线芯片所使用的60 ~ 132. 5 kHz 的信号均在通频带( 衰减小于3 dB) 范围内。也就是说,以82. 05 kHz 作为电力线接口电路的中心频率是合理的。用电力线载波芯片ST7538 其他载波频率来收、发信号,也可用此接口电路。此接口电路有如下特性:① 满足载波发射高阻抗的要求,提高了载波的加载效率;② 在满足信号的耦合性能的同时,还兼顾对频率选择性的要求,从而提高了系统的抗干扰能力。

  在电路的具体安装和调试过程中,通过调节电感磁来调节电感量,使通频带达到最佳。在基于电力线载波芯片ST 7538 低压电力线载波实验中,选用82. 05 kHz 作为低压电力线的中心频率,设负载阻抗为5 ~ 15 Ω。试验结果表明,能准确地实现点控、群控灯组( 实现数据通信);能实现语音信号( 信号中心频率1 kHz ,频率范围0. 02 ~ 10 kHz) 的传输( 实现模拟通信);能实现对正弦波形信号( 频率范围0. 01 ~100 kHz)的传输(实现模拟通信)。

  4 结语

  基于“电磁耦合”与“阻容耦合”相结合的“复合耦合”,建立了低压电力线载波通信的接口电路”的数学模型,由此设计了基于ST 7538 的低压电力线载波通信的接口电路。仿真试验结果表明:该接口电路既有较高的载波信号加载效率,较好的幅频特性,又能完全地隔离电力网50 Hz的工频信号,且接口电路的通用性强,故可广泛于低压电力线通信系统。


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