一種用于電力線載波測試的可調步進式無源衰減電路的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及一種無源衰減電路，具體設及一種可調步進式無源衰減電路，主要用 于電力線載波測試。
【背景技術】
[0002] 電力線載波的測試是通過衰減器來進行的。靈敏度是一項重要的測試指標。無源 衰減器具有插損小、阻抗匹配好、操作簡單和價格低等優(yōu)點。中國發(fā)明專利《電力線載波信 號可調衰減器的電路》在低通濾波設計上，實現了雙向濾波同效。在高頻信號衰減部分采用 了旋鈕式調節(jié)機構，容易磨損。其衰減度無法直觀顯示，因其連續(xù)可調導致精度較差，需要 復雜的測試工序來確定衰減度和衰減精度。由于其對不同載波頻率衰減度不同，導致操作 繁瑣。

【發(fā)明內容】

[0003] 本發(fā)明所要解決的技術問題是，提供一種用于電力線載波測試的可調步進式無源 衰減電路，在屏蔽220V電源干擾信號的同時，實現對高頻電力線載波信號的步進式衰減調 控；對通用載波頻段實現相同衰減度，且一致性較高。
[0004] 本發(fā)明的技術方案如下：
[0005] 一種用于電力線載波測試的可調步進式無源衰減電路，其特征在于它由低通濾波 部分和高頻信號衰減部分并聯組成；
[0006] 低通濾波部分包括由交流輸入端口Lin、Nin到交流輸出端口Lout、Nout依次串 聯的電感L1~Ln，電感之間的對應節(jié)點之間并聯有相互串聯的電容Cl~化和電阻R1~ Rn ;
[0007] 高頻信號衰減部分包括由交流輸入端口Lin、Nin到交流輸出端口Lout、Nout依次 串聯的電容化1和電容化2 ;在電容化1和電容化2之間連接有多級平衡衰減網絡；所述平 衡衰減網絡包括n型平衡衰減網絡，T型平衡衰減網絡和橋T型平衡衰減網絡中的一種或 者兩種W上。
[000引優(yōu)選地，在Lin或Nin的輸入端加入保護保險絲或熱敏電阻，用于防止短路。
[0009] 優(yōu)選地，高頻信號衰減部分電路中，31型、T型W及橋T型電阻網絡各自的的輸入 輸出阻抗設置為相同數值；
[0010] 用于組成n型阻抗匹配網絡電路的電阻化1和化2的計算公式如下：
[0011]
[0012]
[001引其中D為衰減倍數，單位地；Z特性阻抗取50Q;
[0014] 用于組成T型阻抗匹配網絡電路的電阻化1和化2的計算公式如下：
[0015]
[0016]
[0017]其中D為衰減倍數，單位地；Z特性阻抗取50 Q ;
[001引用于組成橋T型阻抗匹配網絡電路的電阻化1、化2和化3的計算公式如下：
[0019]
[0020]
[0021]
[0022] 其中D為衰減倍數，單位地；Z特性阻抗取50 Q。
[0023] 本發(fā)明的積極效果在于；本發(fā)明電路采用單向濾波，該樣濾波效果更好，也節(jié)省了 成本。而且采用步進式衰減設計，采用固定的一些衰減度設置點，能夠很直觀地知道衰減數 值。本發(fā)明可對某個頻段實現相同的衰減度，通用性極高。從100KHZ到幾MHZ衰減度基本 相同。
【附圖說明】
[0024] 圖1是低通濾波部分電路的仿真電路。
[0025] 圖2是低通濾波部分電路的仿真結果。
[0026] 圖3是低通隔離部分的特性阻抗測試電路。
[0027] 圖4是31型阻抗匹配網絡基本單元，其中左側為不平衡型，右側為平衡型。
[002引圖5是T型阻抗匹配網絡基本單元，其中左側為不平衡型，右側為平衡型。
[0029] 圖6是橋T型阻抗匹配網絡基本單元，其中左側為不平衡型，右側為平衡型。
[0030] 圖7是31型平衡衰減裝置電路及參數。
[0031] 圖8是T型平衡衰減裝置電路及參數。
[0032] 圖9是橋T平衡衰減裝置電路及參數。
[0033] 圖10是31型平衡衰減裝置電路仿真結果。
[0034] 圖11是T型平衡衰減裝置電路仿真結果。
[0035] 圖12是橋T型平衡衰減裝置電路仿真結果。
[0036] 圖13是步進式衰減裝置衰減度和頻率之間的關系。
[0037] 圖14是按鍵設計，共四路，兩路常開，兩路常閉。
[0038] 圖15是同時包含31型、T型和橋T型S種類型衰減網絡的電路原理圖。
【具體實施方式】
[0039] 下面結合附圖和【具體實施方式】進一步說明本發(fā)明。
[0040] 本發(fā)明的電路由低通濾波部分和高頻信號衰減部分并聯組成，見圖15。
[004U 低通濾波部分由n級LCR組成，此電路由Lin和Nin依次串入Ln電感，使L、N兩 線形成一種平衡結構，在多級電感之間并入電容化和電阻化。在電路的開頭和結尾處加入 電阻R，W來調節(jié)品質因數Q值，中間級去掉了電阻R，因其作用較小。第一級電阻和最后一 級電阻可用來進行阻抗匹配。低通濾波部分仿真電路見圖1，仿真結果見圖2。
[0042] 高頻信號衰減部分由多級31型平衡衰減網絡組成，此電路由Lin、Nin依次串入電 容化1和電容化2，在電容化1和電容化2之間串并入由電阻Rhm和電阻化(m+1)組成的多 級JI型/T型/橋T型平衡衰減網絡。
[0043] 高頻信號衰減部分的31型、T型和橋T型平衡衰減網絡相互通用，一個衰減網絡 也可W同時包含該S種類型。
[0044] 在Lin或Nin的前端加入保護保險絲或熱敏電阻，W防止短路。
[0045] 低通濾波部分在Lin和Nin、電感之間的節(jié)點、W及電容化和電阻化位置可互換。
[0046] 各級LCR結構及位置可互換。
[0047] 高頻信號衰減部分的電阻網絡之間位置可互換。
[0048] 整個電力線載波信號衰減裝置的特性阻抗設置為通用的50Q或其他特殊要求 值。
[0049] 低通濾波部分Lin輸入端的電阻r為220V交流源內阻，存在于整個衰減模型內， 但不存在于衰減裝置內。
[0050] 如圖7,由交流輸入端口Lin接入的電阻r為隔離電源內阻，約100Q。交流輸入 端口Lin、Nin和交流輸出端口Lout、Nout之間的低通濾波部分由^;：級1賄濾波電路構成。 由交流輸入端口Lin、Nin到交流輸出端口Lout、Nout分別依次串入電感L1~L7,取值 680uH。電感之間的對應節(jié)點之間依次并聯已相互串聯的電容C1~C7和電阻R1~R7,其 中電容C1~C6取值22化F，電容C7取值47化F，電阻R1和R7取值50Q，電阻R2 =R6 取值20Q，電阻R3、R4和R5取值0Q。
[0化1] 組成的多級31型平衡衰減網絡。低通隔離電路衰減度D與頻率f的關系如下：
[0化引低通隔離部分的特性阻抗計算方法，測試電路采用圖3,功率設計為10W左右。負 載的電阻為5K，功率設計較大時，衰減度D需要考慮負載電阻。計算公式如下：
[0052]近似計算公式 單位地。
[0化4] ①、精確計算公式為：
[0055] ②、近似計算公式為；Z特性阻抗=Zk+Zg，高頻時，近似等于0。
[0056] 高頻信號衰減部分電路設計；31型、T型化及橋T型電阻網絡要求輸入輸出特性阻 抗一致，所W需將輸入輸出阻抗設置成相同數值。
[0057] 31型阻抗匹配網絡電路由電阻化1和化2組成，見圖4,計算公式如下：
[005引
[0059]
[0060]其中D為衰減倍數，單位地。Z特性PS抗一般取50Q，用于阻抗匹配及測試。
[0061] T型阻抗匹配網絡電路由電阻化1和化2組成，見圖5,計算公式如下；
[0062]
[0063]
[0064]其中D為衰減倍數，單位地。Z特性PS抗一般取50Q，用于阻抗匹配及測試。
[0065] 橋T型阻抗匹配網絡電路由電阻化1、化2和化3組成，見圖6,計算公式如下：
[0066]
[0067]
[0068]
[0069]其中D為衰減倍數，單位地。胃^一般取50Q，用于阻抗匹配及測試。依據前 述的理論分析和計算，從交流端口Lin、Nin輸入至Lout、Nout輸出，低通濾波部分對于交流 工頻信號為全通，對應20曲Z信號的衰減率DLF達到-71地。
[0070] 高頻信號衰減部分從交流輸入端口Lin、Nin到交流輸出端口Lout、Nout依次并入 31型平衡衰減網絡。步進衰減度為2地、4地、8地、16地、20地、20地和20地，共90地。按特 性阻抗為50Q計算，數據如下：
[0071]
[0072]S種網絡電路及具體數值分別見圖7、圖8和圖9.
[007引通過仿真軟件Multisim測試出31型平衡衰減裝置電路仿真結果如圖10,T型平 衡衰減裝置電路仿真結果如圖11，橋T型平衡衰減裝置電路仿真結果如圖12,平衡衰減裝 置步進衰減仿真結果如圖13,步進衰減度為20地、20地、20地、16地、8地、4地和2地。按鍵 結構部分參照圖14進行設計，用來進行衰減度的步進式調節(jié)。
【主權項】
1. 一種用于電力線載波測試的可調步進式無源衰減電路，其特征在于它由低通濾波部 分和高頻信號衰減部分并聯組成；低通濾波部分包括由交流輸入端口Lin、Nin到交流輸出 端口Lout、Nout依次串聯的電感L1~Ln，電感之間的對應節(jié)點之間并聯有相互串聯的電 容C1~Cn和電阻R1~Rn;高頻信號衰減部分包括由交流輸入端口Lin、Nin到交流輸出 端口Lout、Nout依次串聯的電容Chi和電容Ch2 ;在電容Chi和電容Ch2之間連接有多級 平衡衰減網絡；所述平衡衰減網絡包括Jr型平衡衰減網絡，T型平衡衰減網絡和橋T型平 衡衰減網絡中的一種或者兩種以上。2. 根據權利要求1所述的用于電力線載波測試的可調步進式無源衰減電路，其特征在 于：在Lin或Nin的輸入端加入保護保險絲或熱敏電阻，用于防止短路。3. 根據權利要求1所述的電力線載波信號衰減裝置，其特征在于：高頻信號衰減部分 電路中，Jr型、T型以及橋T型電阻網絡各自的的輸入輸出阻抗設置為相同數值；用于組成 型阻抗匹配網絡電路的電阻Rhl和Rh2的計算公式如下：其中D為衰減倍數，單位dB;2特_抗取50D; 用于組成T型阻抗匹配網絡電路的電阻Rhl和Rh2的計算公式如下：其中D為衰減倍數，單位dB;2特_抗取50D; 用于組成橋T型阻抗匹配網絡電路的電阻Rhl、Rh2和Rh3的計算公式如下：其中D為衰減倍數，單位dB;Z特特阻抗取50D。
【專利摘要】本發(fā)明是一種用于電力線載波測試的可調步進式無源衰減電路，由低通濾波部分和高頻信號衰減部分并聯后組成。低通濾波部分采用多級LRC低通濾波電路，屏蔽了外部干擾。高頻衰減部分由多級π型/T型/橋T型平衡衰減網絡組成。這三種網絡類型都屬于對稱式衰減網絡，主要用于信號衰減。在屏蔽220V電源干擾信號的同時，實現了對高頻電力線載波信號的步進衰減調控。對通用載波頻段實現了相同衰減度，且一致性很高。
【IPC分類】H03H7/24
【公開號】CN104917480
【申請?zhí)枴緾N201510346113
【發(fā)明人】柳明濤, 陳杰, 吳兆峰, 錢國明, 車文超
【申請人】煙臺東方威思頓電氣股份有限公司
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年6月19日