電力線(xiàn)載波通信的外圍電路設計
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發(fā)送電路主要由功率放大器組成。功率放大器的作用是將PSK_OUT輸出的方波信號進(jìn)行功率放大。為提高發(fā)送功率，采用輸出級為異型復合管單電源準互補乙類(lèi)推挽電路。前級放大采用9014和9015對管，D5和D6兩個(gè)5．1 V的穩壓管起保護作用，防止三極管反向擊穿。后級由于電流比較大，采用耐電流比較大的2SA1015和2SA1815對管；同樣，來(lái)自線(xiàn)路上的載波信號經(jīng)過(guò)線(xiàn)圈耦合到載波接收電路中，D4雙向穩壓二極管起保護作用，防止大電壓損害器件，耦合線(xiàn)圈比較重要，要選擇10：15的線(xiàn)圈。接插件高壓和低壓分開(kāi)，高壓部分時(shí)220 V構接口，低壓按照管腳順序分別是PSK_OUT、GND、VHH和PSK_IN。
耦合電路的設計目的是為了利用電力線(xiàn)實(shí)現可靠的載波通信，其分析與設計是問(wèn)題的關(guān)鍵。其難點(diǎn)在于：(1)要求載波信號的加載效率高。(2)要求電力網(wǎng)50 Hz的工頻信號不能給載波通信系統帶來(lái)太大的干擾。設計一個(gè)能有效減小低壓電力線(xiàn)的低阻抗影響的功率匹配和增益平衡電路，用于將信號耦合到電力線(xiàn)上，其傳輸頻帶為0．1～30．0 MHz。為實(shí)現網(wǎng)絡(luò )信號的最大功率傳輸，該電路設計時(shí)須考慮220 V線(xiàn)路側的阻抗特性，T100為信號耦合變壓器，220 V線(xiàn)路側阻抗約取30 Ω。然后確定線(xiàn)圈初級的匝數比或阻抗比。最后設計功率放大器的輸出匹配電阻。
為防止低壓電力線(xiàn)上的雷電和開(kāi)關(guān)瞬態(tài)作用，對電路元器件造成永久性損壞，需采用特殊的保護措施。如圖2耦合部分所示，變壓器對于100～400 kHz的擴頻載波信號提供了一個(gè)線(xiàn)性的傳輸功能，電容的作用是阻止50 Hz的工頻進(jìn)入變壓器T，限制了變壓器電流，以避免變壓器鐵芯飽和。輸入通道應接一個(gè)浪涌保護二極管5KP18C，經(jīng)電阻隔離后接二極管箝位電路輸出給前級濾波電路。由于電力線(xiàn)上負載發(fā)生變化時(shí)，電力線(xiàn)會(huì )產(chǎn)生較大噪聲甚至幅值很大的尖峰脈沖，該脈沖經(jīng)耦合后，會(huì )給后級電路帶來(lái)較大危害。因此加入一個(gè)浪涌保護二極管后，可以很好地濾除這種噪聲，保護后級電路。后面接兩個(gè)二極管用于過(guò)壓保護。
2 AGC電路設計
自動(dòng)增益控制電路被稱(chēng)為AGC。對于接收機接收到的外來(lái)信號場(chǎng)強并非恒定不變，為保證接收機終端得到相同的電壓，通常采用改變放大器增益來(lái)實(shí)現。AGC電路就能在信號場(chǎng)強變化情況下，保證接收機的輸出電壓基本不變。
設計為將濾波器輸出的mV級信號放大約40 dB，需要特別注意小信號的不失真放大。AGC主要完成對小信號的放大，需額外注意電路本身的噪聲干擾不宜過(guò)大。同時(shí)為保證輸入信號幅值過(guò)大時(shí)，放大器不會(huì )飽和失真，此級應具有自動(dòng)增益控制能力。AGC電路如圖3所示。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/153687.htm
其中第二級三極管的E級為反饋端。當輸入信號幅值過(guò)大時(shí)，該線(xiàn)路可以對輸入的信號進(jìn)行負反饋，起到增益控制的目的。同時(shí)為防止輸入信號過(guò)大時(shí)AGC失控，其信號輸出級(C端)加入了一個(gè)電容、兩個(gè)二極管可完成對于輸入信號幅值變化來(lái)進(jìn)行輸出信號幅值的控制，并且可用于過(guò)壓限制。經(jīng)實(shí)測，該AGE電路對10 mV的信號增益可達40 dB、100 mV信號的增益可達20 dB，而對于幅度達1 V的較強輸入信號，只約有4 dB的增益。完成自動(dòng)增益控制的作用。
接下來(lái)將實(shí)測的信號波形及幅值結果通過(guò)示波器顯示，并對其數據進(jìn)行分析。圖4給出的是輸入幅值為10 mV的信號波形(上方通道A所示的波形)，從示波器觀(guān)察每一個(gè)方格代表10 mV／Div，可以看出輸出信號的幅值約為450 mV(下方通道B所示的波形)示波器每一個(gè)方格代表10 mV／Div，并且波形未出現失真，利用增益公式D=20 lgVout／Vin，此時(shí)計算得放大增益約為40 dB。
經(jīng)實(shí)測，AGC電路對100 mV信號的增益可達20 dB，而對于幅度達1 V較強輸入信號只有約4 dB的增益。波形未出現失真，很好地完成了自動(dòng)增益控制的作用。
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