本發(fā)明涉及通訊領(lǐng)域，尤其涉及一種電力線載波通訊電路系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

電力線載波通訊是指利用現(xiàn)有電力線，通過(guò)載波方式將模擬或數(shù)字信號(hào)進(jìn)行高速傳輸?shù)募夹g(shù)。由于電力線載波通訊具有信息傳輸穩(wěn)定可靠、路由合理、可同時(shí)復(fù)用遠(yuǎn)動(dòng)信號(hào)、不需要線路投資等特點(diǎn)，電力線載波通訊技術(shù)作為新興的通訊技術(shù)，正逐漸應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。目前，電力線載波通訊模塊主要包括中央控制電路(mcu)、同步信號(hào)處理電路、信號(hào)接收電路、信號(hào)發(fā)射電路、外部接口電路、用于為上述電路提供電源的電源電路；中央控制電路具有調(diào)制、解調(diào)等功能，在使用時(shí)，中央控制電路可以通過(guò)信號(hào)接收電路加載獲取電力線上的數(shù)據(jù)信號(hào)，可以通過(guò)信號(hào)發(fā)射電路將需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)信號(hào)加載到電力線上，可以通過(guò)外部接口電路與控制主機(jī)、電器設(shè)備等外部設(shè)備或外部控制電路進(jìn)行數(shù)據(jù)交換及相應(yīng)控制；而同步信號(hào)處理電路用于將同步信號(hào)輸入中央控制電路。目前采用擴(kuò)頻通信(ssc)技術(shù)的plc通常稱(chēng)為窄帶plc。在用電設(shè)備類(lèi)型日益豐富，電路中開(kāi)關(guān)電源和無(wú)功補(bǔ)償裝置等電容性負(fù)載日益增多的環(huán)境下，信號(hào)吸收和突發(fā)干擾大大降低了窄帶載波通信系統(tǒng)的適應(yīng)性和可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種電力線載波通訊電路系統(tǒng)，旨在解決在用電設(shè)備類(lèi)型日益豐富，電路中開(kāi)關(guān)電源和無(wú)功補(bǔ)償裝置等電容性負(fù)載日益增多的環(huán)境下，信號(hào)吸收和突發(fā)干擾大大降低了窄帶載波通信系統(tǒng)的適應(yīng)性和可靠性。

為了解決以上技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種電力線載波通訊電路系統(tǒng)，包括st7538載波芯片，st7538載波芯片上設(shè)有ra1引腳、atop1引腳和atop2引腳；atop1引腳和atop2引腳均連有電力線；電力線上依次設(shè)置有一號(hào)發(fā)送帶通濾波器、耦合保護(hù)電路、變壓器和二號(hào)帶通濾波器；一號(hào)發(fā)送帶通濾波器與ra1引腳之間連有接收帶通濾波器。

進(jìn)一步，一號(hào)發(fā)送帶通濾波器包括電容c13、電感l(wèi)c12、電容cr9和電阻r10；所述電容c13設(shè)置在與atop1引腳相連的電力線上，電感l(wèi)c12連接在與atop2引腳相連的電力線上，電容cr9和電阻r10串聯(lián)并連接在兩根電力線之間。

進(jìn)一步，接收帶通濾波器包括連接線、電阻r11、電感l(wèi)7和電容c36，連接線一端連接在ra1引腳上且另一端連接在電容cr9和電阻r10之間，電阻r11連接在連接線上，電感l(wèi)7和電容c36一端與連接線相連且另一端接地。

進(jìn)一步，接收帶通濾波器與ra1引腳之間還設(shè)有電容c33。

進(jìn)一步，耦合保護(hù)電路包括背對(duì)背設(shè)置的二極管d15、二極管d16和二極管d17，二極管d15和二極管d16連接在兩根電力線之間并構(gòu)成一個(gè)雙向穩(wěn)壓管，二極管d17一端連接在二極管d15和二極管d16之間且另一端接地。

進(jìn)一步，二號(hào)帶通濾波器包括連接在其中一根電力線上的電容c11和電感l(wèi)4。

與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

本發(fā)明在發(fā)送信號(hào)時(shí)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行濾波處理，濾除一定的噪聲如二次諧波，并通過(guò)功率放大器使信號(hào)有足夠的功率耦合到電力線上；在接收時(shí)，對(duì)混雜在信號(hào)中的噪聲進(jìn)行濾除，并放大信號(hào)，然后將信號(hào)傳送到調(diào)制解調(diào)模塊中進(jìn)行解調(diào)。解決了在用電設(shè)備類(lèi)型日益豐富，電路中開(kāi)關(guān)電源和無(wú)功補(bǔ)償裝置等電容性負(fù)載日益增多的環(huán)境下，信號(hào)吸收和突發(fā)干擾大大降低了窄帶載波通信系統(tǒng)的適應(yīng)性和可靠性。st7538內(nèi)部帶有功率放大電路，只需設(shè)計(jì)接收、發(fā)送和保護(hù)三個(gè)部分。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其它相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在本發(fā)明的描述中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接連接，也可以是通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系。對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本發(fā)明中的具體含義。

參閱圖1，一種電力線載波通訊電路系統(tǒng)，包括st7538載波芯片，st7538載波芯片上設(shè)有ra1引腳、atop1引腳和atop2引腳；atop1引腳和atop2引腳均連有電力線；電力線上依次設(shè)置有一號(hào)發(fā)送帶通濾波器、耦合保護(hù)電路、變壓器和二號(hào)帶通濾波器；一號(hào)發(fā)送帶通濾波器與ra1引腳之間連有接收帶通濾波器。

一號(hào)發(fā)送帶通濾波器包括電容c13、電感l(wèi)c12、電容cr9和電阻r10；所述電容c13設(shè)置在與atop1引腳相連的電力線上，電感l(wèi)c12連接在與atop2引腳相連的電力線上，電容cr9和電阻r10串聯(lián)并連接在兩根電力線之間。接收帶通濾波器包括連接線、電阻r11、電感l(wèi)7和電容c36，連接線一端連接在ra1引腳上且另一端連接在電容cr9和電阻r10之間，電阻r11連接在連接線上，電感l(wèi)7和電容c36一端與連接線相連且另一端接地。接收帶通濾波器與ra1引腳之間還設(shè)有電容c33。

耦合保護(hù)電路包括背對(duì)背設(shè)置的二極管d15、二極管d16和二極管d17，二極管d15和二極管d16連接在兩根電力線之間并構(gòu)成一個(gè)雙向穩(wěn)壓管，二極管d17一端連接在二極管d15和二極管d16之間且另一端接地。

二號(hào)帶通濾波器包括連接在其中一根電力線上的電容c11和電感l(wèi)4。

st7538載波芯片是一款為家庭和工業(yè)領(lǐng)域電力線網(wǎng)絡(luò)通信而設(shè)計(jì)的半雙工、同步/異步、fsk調(diào)制解調(diào)器芯片，具有功能強(qiáng)大、集成度高、抗干擾技術(shù)多等特點(diǎn)，已在電力載波通信中比較廣泛的應(yīng)用。ra1引腳用于接收來(lái)自于電力線上的模擬信，atop1引腳和atop2引腳將調(diào)制后的信號(hào)進(jìn)行功率放大后輸出。

本實(shí)施例中，電容c11、電感l(wèi)c12、電感l(wèi)4和等效感性阻抗lc的值一般是事先給定的，需要通過(guò)計(jì)算確定的是電容c13和cr9的值。再選定c11、lc12、l4和lc的值時(shí)要注意變壓器的漏電感、晶體二極管的電容和串聯(lián)器件(c13、lc12、t1、l4、c11)的等效串聯(lián)電阻esr(100mω～1ω)，所以盡可能地選用電阻性器件。變壓器選用1:1的隔離變壓器。模擬電力線的阻抗條件，即給濾波器的輸出端加上一個(gè)感性負(fù)載，令其阻抗特性為2lc＝100μh。電路中的感性器件的esr要與其電感值成比例，且感性器件的esr要盡可能地小。電感選用lbc(大線軸帶繞磁心)，電感值盡可能小，所以lc12的值選為10μh，l4的值選為22μh。c11的作用是將變壓器與電力線隔離，過(guò)濾電力線上的50/60hz的信號(hào)，阻止低頻信號(hào)進(jìn)入電路而使某些高頻信號(hào)通過(guò)，選取x2型電容，這種電容具有短路保護(hù)功能，所以c11的值一般選為33nf/400v。根據(jù)極點(diǎn)頻率公式，計(jì)算得出c13的值為220nf，cr9的值為100nf。接收電路部分選用無(wú)源濾波器要優(yōu)于有源濾波器，這是因?yàn)橛性礊V波器會(huì)產(chǎn)生一個(gè)與接收信號(hào)相當(dāng)?shù)陌自肼暋２捎貌⒙?lián)諧振電路，選用二階無(wú)源帶通濾波器(c36、l7、r11)。接收濾波器的頻率主要由電容c36，電感l(wèi)7和電阻r11的值決定。中心頻率可設(shè)置為132.5khz。濾波器性能好壞的一個(gè)重要因素是品質(zhì)因數(shù)q，q值選為2～3。選用允許誤差為5％的聚丙烯電容和允許誤差為10％的bc(線軸帶繞磁芯)電感。為了不影響發(fā)送部分，并減少通過(guò)變壓器初級(jí)線圈的直流電流，r11的值要盡可能得大，但r11值若過(guò)大，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)較高的白噪聲，所以r11的值取為750ω。令r11的值不變，根據(jù)中心頻率和品質(zhì)因數(shù)的選取不同可以得出不同的c36和l7的值。在保護(hù)電路部分中，一般采用一個(gè)雙向穩(wěn)壓管，當(dāng)電壓值不小于穩(wěn)壓管電壓時(shí)，穩(wěn)壓管就會(huì)短接到地，從而保護(hù)接口電路的器件不會(huì)被燒壞。火線與零線間的干擾為差模干擾，火線與地線，零線與地線間的為共模干擾。采用一個(gè)雙向穩(wěn)壓管只對(duì)差模尖峰信號(hào)起作用而對(duì)共模尖峰信號(hào)沒(méi)作用，當(dāng)出現(xiàn)共模尖峰信號(hào)時(shí)就會(huì)對(duì)電路造成損壞，所以這里采用三個(gè)二極管(d16和d15為p6ke6v8，d17為sm6t6v8a)，將它們連成星狀結(jié)構(gòu)。對(duì)于差模尖峰信號(hào)，d16和d15構(gòu)成一個(gè)雙向穩(wěn)壓管，對(duì)于共模尖峰信號(hào)，這種星狀結(jié)構(gòu)就相當(dāng)于兩個(gè)雙向穩(wěn)壓管(d15和d17，d16和d17)。

以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，但本發(fā)明的技術(shù)特征并不局限于此，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的領(lǐng)域內(nèi)，所作的變化或修飾皆涵蓋在本發(fā)明的專(zhuān)利范圍之中。