電力線(xiàn)載波通信的外圍電路設計

摘要 低壓電力線(xiàn)傳輸特性的復雜性和傳輸過(guò)程中干擾信號的多變性，使其推廣受到限制。文中依據高低頻電路原理，結合現代通信與數字信號處理技術(shù)，設計了電力線(xiàn)載波通信的外圍專(zhuān)用電路，包括發(fā)送驅動(dòng)電路、耦合接收和AGC系統等，較好地解決了載波信號的接收與發(fā)送問(wèn)題。
關(guān)鍵詞 電力線(xiàn)載波通信；耦合；AGC系統

電力線(xiàn)載波通信由于其潛在的經(jīng)濟效益和廣闊的應用前景備受關(guān)注，但由于低壓電力線(xiàn)傳輸特性的復雜性和傳輸過(guò)程中干擾信號的多變性使其推廣受到限制。低壓電力線(xiàn)載波通信模塊包括發(fā)送放大電路、耦合接收和ACE系統、濾波單元、調制解調芯片等，如圖1所示。其中所設計的濾波單元、調制解調單元集成芯片。針對電力線(xiàn)通信中，可供選擇的通信頻率在60～150 kHz，載波頻帶帶寬為4kHz、傳輸信息量少、時(shí)延要求不高，而抗干擾要求較高等特點(diǎn)，依據高低頻電路原理和數字通信原理，設計了電力線(xiàn)載波通信模塊外圍專(zhuān)用電路、發(fā)送放大電路、耦合接收和ACE控制電路，較好地解決了載波信號的接收與發(fā)送問(wèn)題。

1 發(fā)送放大耦合電路的設計
本部分外圍電路完成調制信號發(fā)送前的調整放大和耦合功能。由于FPGA的管腳最高輸出電平為3．3 V，而信號在經(jīng)過(guò)發(fā)送和接收的耦合，在電力上傳輸后衰減較大，因此調制后的信號還需進(jìn)行適當放大，然后才能耦合劐電力線(xiàn)上。發(fā)送放大及耦合電路如圖2所示。

測量表明，電力線(xiàn)的阻抗分布在0．5～80 Ω之間，其阻抗主要依賴(lài)于用電負荷的大小、線(xiàn)路結構以及配電變壓器阻抗等多種因素。由于配電線(xiàn)路結構和配電變壓器的阻抗特性相對較穩定，因此，用電負荷的大小對電力線(xiàn)阻抗的變化影響較大。
由于甩電負荷具有隨機性，其主要表現為在不同的時(shí)間，用電負荷發(fā)生變化，即阻抗的時(shí)變性。研究電力線(xiàn)的輸入阻抗，對于提高信號的發(fā)送功率和有用信號的輸入功率，在分析發(fā)送電路中，設定電力線(xiàn)的輸入阻抗為5 Ω具有典型意義。
在與電力線(xiàn)的接口電路中，使用大功率穩壓管和電阻組成限幅電路，起保護作用。它能避免系統受到 諸如強雷電脈沖等瞬時(shí)過(guò)電壓的干擾。