專利名稱：一種ofdm電力線載波通信的功率發(fā)送裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及電力線通信技術，特別涉及一種OFDM電力線載波通信的功率發(fā)送裝置。
背景技術：
電力線通信是利用現(xiàn)有電力線傳輸數(shù)據(jù)，尤其是利用低壓電力線配電網(wǎng)進行載波通信，成本低廉，但是與其他通信方式相比，電力線作為通信介質(zhì)有很多特性:時變性強，等效阻抗變換范圍大，信道衰減大，干擾和噪聲強等。在電力線載波通信中，為了獲得更高的速率和抗窄帶干擾，采用正交頻分復用技術(OFDM)。OFDM把信息分成若干個并行數(shù)據(jù)流，然后把數(shù)據(jù)調(diào)制到相互正交的單個子載波上進行傳輸。OFDM減小了碼間干擾，提高了頻譜利用率，有效抵抗窄帶干擾。但是OFDM調(diào)制信號具有較大的峰均比，發(fā)送信號中有效信號功率較低，為了提升OFDM技術的通信距離，更好的發(fā)揮其速率和抗窄帶干擾的性能，需要功率發(fā)送單元能夠發(fā)送很大的峰值信號，但在國內(nèi)載波通信的現(xiàn)行標準中，對于載波通信模塊的供電電源電壓有明確要求，這就限制了電源電壓的范圍，因此無法通過提高電源電壓來提高發(fā)送功率。即使解決了發(fā)送功率的問題，由于電力線的等效負載變化范圍很大，在某些情況下，甚至小到I歐姆，故要求電源具有極強的功率提供能力，但在國內(nèi)載波通信的現(xiàn)行標準中，對于載波通信模塊的供電電源的發(fā)送功率具有明確要求，這就使得在重負載下功率容易超標，電源電壓被動降低，此時需要減小發(fā)送功率來降低對電源的要求，因此需要一種自適應的功率發(fā)送裝置，來適應不同情況和負載。常規(guī)用于自動調(diào)節(jié)放大增益的做法是檢測輸出信號，但是由于OFDM信號具有較大的峰均比，檢測結(jié)果容易產(chǎn)生波動，從而使得控制環(huán)路不容易收斂。
發(fā)明內(nèi)容
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本發(fā)明目的是解決目前OFDM調(diào)制技術電力線載波通信功率發(fā)送中存在的問題，提供一種OFDM電力線載波通信的功率發(fā)送裝置。本發(fā)明的技術方案如下:
本發(fā)明公開了一種OFDM電力線載波通信的功率發(fā)送裝置。該裝置包括:可調(diào)增益放大單元，差分輸出的功率驅(qū)動單元，耦合單元，電源電壓檢測單元以及增益控制單元。電源電壓檢測單元用于采樣電源電壓值，將采樣到的結(jié)果輸入增益控制單元，增益控制單元根據(jù)電源電壓值計算出合理的增益控制信號，從而反饋給可調(diào)增益放大單元，再由可調(diào)增益放大單元對信號進行合理調(diào)整，最后由差分輸出的功率驅(qū)動單元通過耦合單元發(fā)送到電力線上。所述的耦合單元包括耦合線圈，所述的耦合線圈初級跨接在一對電力線電纜之間，次級用于連接差分輸出的功率驅(qū)動單元的連接端；
所述的電源電壓檢測單元，用于檢測供電電源的電壓值，并將電壓轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號； 所述的增益控制單元，根據(jù)電源電壓值計算所需的信號增益；所述的可調(diào)增益放大單元，根據(jù)給定的增益值調(diào)整信號的大小，當增益值增大時增大信號，當增益值減小時減小信號；
所述的差分輸出的功率驅(qū)動單元，提供差分輸出，并且每路輸出的信號最大峰峰值接近電源電壓；
本發(fā)明的有益效果
從上述技術方案可以看出，本發(fā)明具有以下有益效果:
1.本發(fā)明提供的差分輸出的功率驅(qū)動單元，可以提供接近2倍電源電壓的最大輸出幅度，最大化OFDM的信號幅度,克服了由于OFDM存在較大峰均比而導致無法有效輸出功率的問題。2.本發(fā)明提供的通過檢測電源電壓值來控制輸出信號增益，進而達到控制輸出信號功率目的的技術方案，防止在重負載情況下，由于輸出信號功率過大，導致電源電壓被拉到很低的位置，從而導致發(fā)送功率超標，甚至影響其他電路的正常工作的情況。3.本發(fā)明提供的通過檢測電源電壓值來控制輸出信號增益的技術方案，避免了OFDM信號采用檢測信號值來控制增益，導致增益控制不容易收斂的問題。
下面結(jié)合附圖和實施實例對本發(fā)明做進一步說明。圖1是本發(fā)明實施的系統(tǒng)框圖 圖2是電源電壓檢測單元的實施實例
圖3是差分輸出的功率驅(qū)動單元的實`施實例
具體實施方法
本發(fā)明實施的電路框圖如圖1所示。所述一種適合OFDM調(diào)制技術的電力線功率發(fā)送裝置包括:可調(diào)增益放大單元101，差分輸出的功率驅(qū)動單元102，耦合單元103，電源電壓檢測單元104，以及增益控制單元105?？烧{(diào)增益放大單元101的輸出與差分輸出的功率驅(qū)動單元102的輸入連接，差分輸出的功率驅(qū)動單元102的輸出與耦合單元103的次級連接，電源電壓檢測單元104的輸入連接功率電源，電源電壓檢測單元104的輸出與增益控制單元105連接，增益控制單元105的輸出與可調(diào)增益放大單元101連接。所述的耦合單元103包括耦合線圈，所述的耦合線圈初級跨接在一對電力線電纜之間(這一對電力線電纜分別用零線和火線標示)，次級用于連接差分輸出的功率驅(qū)動單元102的差分輸出端；
以下對本發(fā)明一種適合OFDM調(diào)制技術的電力線功率發(fā)送裝置作詳細說明。電源檢測單元可以采用如圖2所示的結(jié)構，電路采用兩個比較器，參考電平分別為9伏特和10伏特，電源電壓分別與9伏特和10伏特比較，大于時輸出1，小于時輸出O。增益控制單元設置初始增益為最大，電源檢測單元檢測電源電壓值，當輸出11時，即電源電壓大于10伏特，保持增益不變；當輸出10時，即電源電壓大于9伏特小于10伏特，增益保持不變；當輸出00時，即電源電壓小于9伏特，此時增益控制單元輸出增益線形遞減，可調(diào)增益放大單元減小信號，差分輸出的功率驅(qū)動單元輸出功率下降，電源電壓上升，當電源電壓值大于9伏特小于10伏特時，增益停止減小，保持當前增益值。
差分輸出的功率驅(qū)動單元可以采用如圖3所示的結(jié)構，采用功率放大器連接成電阻負反饋結(jié)構，實現(xiàn)最大輸出信號峰峰值接近電源電壓，采用兩個同樣的電路分別連接正端和負端的輸入信號，從而產(chǎn)生正負兩路差分的輸出信號。電力線的阻抗是時變的，而且變化范圍很大，一般變化為I歐姆到幾百歐姆。在電力線負載較輕，如50歐姆的情況下，電源電壓不會被動拉低，保持在12伏特，電壓檢測單元輸出11時，增益控制單元提供最大的增益控制信號，可調(diào)增益放大單元輸出最大輸出信號，差分輸出的功率驅(qū)動單元輸出接近24伏特的峰峰值信號；
電力線負載很重，如:在I歐姆的情況下，電源電壓被迅速拉低至9伏特以下，當電壓檢測單元輸出00時，增益控制單元線形降低增益，可調(diào)增益放大單元減小輸出信號幅度，差分輸出的功率驅(qū)動單元輸出功率降低，電源電壓升高；當電源電壓升高到大于9伏特小于10伏特時，檢測單元輸出10時，增益控制單元保持當前增益，保證了功率輸出最大化，同時避免了由于電源過低影響其它電路工作的問題。本發(fā)明不局限于上述的具體實施方式
，本領域的技術人員在以上說明的基礎上還能看出許多選擇、組 合、修改和變更。因此，本發(fā)明的權利保護范圍，應如權利要求書所列。
權利要求
1.一種OFDM電力線載波通信的功率發(fā)送裝置。
2.該裝置包括:可調(diào)增益放大單元，差分輸出的功率驅(qū)動單元，耦合單元，電源電壓檢測單元以及增益控制單元。
3.電源電壓檢測單元用于采樣電源電壓值，將采樣到的結(jié)果輸入增益控制單元，增益控制單元根據(jù)電源電壓值計算出合理的增益控制信號反饋給可調(diào)增益放大單元，由可調(diào)增益放大單元對信號進行調(diào)整，再由差分輸出的功率驅(qū)動單元通過耦合單元發(fā)送到電力線上。
4.如權利要求1所述耦合單元，其特征在于，所述耦合單元包括耦合線圈，耦合線圈初級跨接在一對電力線電纜之間，次級用于連接差分輸出的功率驅(qū)動單元的連接端。
5.如權利要求1所述電源電壓檢測單元，其特征在于，所述電源電壓檢測單元用于檢測供電源的電壓值，并將電壓值轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。
6.如權利要求1所述的增益控制單元，其特征在于，所述的增益控制單元根據(jù)電源電壓值計算所需的信號增益。
7.如權利要求1所述的可調(diào)增益放大單元，其特征在于，所述的可調(diào)增益放大單元根據(jù)給定的增益值調(diào)整信號的大小，當增益值增大時增大信號，當增益值減小時減小信號。
8.如權利要求1所述的差分輸出的功率驅(qū)動單元，其特征在于，所述的差分輸出的功率驅(qū)動單元提供差分輸出的信號。
9.如權利要求5所述的差分輸出的功率驅(qū)動單元，其特征在于，所述的差分輸出的功率驅(qū)動單元每路輸出的信號·最大峰峰值接近電源電壓。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種OFDM電力線載波通信的功率發(fā)送裝置。該裝置包括可調(diào)增益放大單元，差分輸出的功率驅(qū)動單元，耦合單元，電源電壓檢測單元以及增益控制單元。電源電壓檢測單元用于采樣電源電壓值，將采樣到的結(jié)果輸入增益控制單元，增益控制單元根據(jù)電源電壓值計算出合理的增益控制信號反饋給可調(diào)增益放大單元，由可調(diào)增益放大單元對信號進行調(diào)整，再由差分功率的驅(qū)動單元通過耦合單元發(fā)送到電力線上。本發(fā)明克服了OFDM信號峰均比較大造成輸出功率不足的問題，同時防止電力線負載較重時電源電壓下降造成的通信中斷，相比傳統(tǒng)信號檢測技術，本發(fā)明通過檢測電源電壓，避免了由于OFDM信號存在較大峰均比而不容易收斂的問題。
文檔編號H04B3/58GK103236874SQ20131017688
公開日2013年8月7日 申請日期2013年5月14日 優(yōu)先權日2013年5月14日
發(fā)明者范濤 申請人:北京華強智連微電子有限責任公司