專利名稱：電力載波信號解調裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種通信設備，尤其涉及電力載波通信設備。
技術背景
現(xiàn)有的電力載波通信設備，對于低速率窄帶通訊，通常是采用專門的、成本 較高的集成電路，以FSK(頻移鍵控)、BPSK(雙相移相鍵控)、FFH(快速調頻)、 SFSK (正弦調制成頻移鍵控)或DCSK (差分混沌鍵控)的調制解調方式進行數(shù)字信號在 電力線上的傳輸。
而實際中，雖然很多的電力設備、工業(yè)現(xiàn)場設備需要通過電力線進行通信與互 連，但傳送的只是一些簡單的控制信號和指令，數(shù)據(jù)通信速率要求不高，通信量不大。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種采用最基本的OOK (通斷鍵控)調制解調方式實現(xiàn) 的電力載波通信裝置，可以用最低的成本來滿足有關設備之間的通信要求。
為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明提出一種電力載波信號解調裝置，包括兩個輸入 端和兩個輸出端，該兩個輸入端分別連接電力線的相線和零線以捕獲輸入信號，該兩個 輸出端給出解調信號；該裝置包括直流電源，該裝置還包括依次串接的
串聯(lián)選頻單元，對輸入信號進行帶通濾波；
隔離耦合單元，將電力線上的高壓與后級的低壓信號隔離；
信號放大單元，對隔離處理后的輸入信號進行放大，并進行設定的直流偏置； 以及，
信號比較單元，將放大后的輸入信號與設定的直流標準電平進行比較，以得到 解調信號；
該直流電源為該信號放大單元和信號比較單元提供工作電源，并為該信號放大 單元提供直流偏置、為該信號比較單元提供直流標準電平。
與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果不需要使用專門的、昂貴的專用 集成電路，精度高，成本低，可在電力載波通信領域實現(xiàn)通斷鍵控。


圖1是本發(fā)明的電力載波信號解調裝置實施例的電原理框圖。
圖2是本發(fā)明的電力載波信號解調裝置實施例的電原理圖。
具體實施方式
為了進一步說明本發(fā)明的原理和結構，現(xiàn)結合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行 詳細說明。
本發(fā)明的電力載波信號解調裝置實施例的電原理框圖，如圖1所示，包括兩個輸入端和兩個輸出端，該兩個輸入端分別連接電力線的相線和零線以捕獲輸入信號，該 兩個輸出端給出解調信號。
本發(fā)明的電力載波信號解調裝置實施例，包括直流電源6，還包括依次串接 的
串聯(lián)選頻單元2，對輸入信號進行帶通濾波；
隔離耦合單元3，將電力線上的高壓與后級的低壓信號隔離；
信號放大單元4，對隔離處理后的輸入信號進行放大，并進行設定的直流偏置； 以及，
信號比較單元5，將放大后的輸入信號與設定的直流標準電平進行比較，以得到 解調信號；
該直流電源6為該信號放大單元4和信號比較單元5提供工作電源，并為該信號 放大單元4提供直流偏置、為該信號比較單元5提供直流標準電平。
本發(fā)明的電力載波信號解調裝置實施例，還包括過壓保護單元1，跨接在電力線 的相線和零線上，為后級電路其保護作用。
本發(fā)明的電力載波信號解調裝置實施例的電原理圖，如圖2所示，其中
該過壓保護單元1包括壓敏電阻VR2，該壓敏電阻VR2包括第一端和第二端， 該第一端和第二端跨接于電力線的相線和零線之間。
該串聯(lián)選頻單元2包括串聯(lián)的第一電感LPl和第一電容C58，該第一電感LPl 的第一端與電力線的相線相連，該第一電感LPl的第二端與該第一電容C58的第一端相 連，該第一電容C58的第二端與該隔離耦合單元3相連。當電力線上有一定頻率的載波 信號時，首先通過電感LPl與C58組成的選頻電路進行濾波，阻止帶外信號通過。LPl 可以選擇普通工字電感，電容C58可以選擇X2安規(guī)電容。電容一般取值220NF，電感 值由公式計算。
該隔離耦合單元3包括隔離耦合變壓器T2，該隔離耦合變壓器T2的兩個輸入 端，也就是初級繞組的兩端，串接于該第一電容C58的第二端與電力線的零線之間。經(jīng) 該串聯(lián)選頻單元2濾波的信號，通過隔離耦合變壓器T2耦合到次級。優(yōu)選地，該隔離耦 合變壓器T2為高頻變壓器，線圈匝數(shù)比為1 1，線圈電感量為1毫亨，線圈內(nèi)阻不大 于0.2歐姆，鐵氧體磁心。
該信號放大單元4包括運算放大器U10A，該運算放大器UlOA的反相輸入端 通過串聯(lián)的第一電阻R103和第一電容C60與該隔離耦合單元3，也就是該隔離耦合變 壓器T2的一個輸出端(次級繞組的一端)相連，次級繞組的另一端則接地，該運算放 大器UlOA的輸出端與反相輸入端之間跨接有反饋電阻RllO和電容C63，該運算放大器 UlOA的同相輸入端與設定的直流偏置相連，該設定的直流偏置等于該直流電源的電平的 一半，R102和R104取相同的值，相對于該直流電源的電平為3.3伏，也就是1.65伏。 運算放大器UlOA采用軌對軌的運放。運算放大器UlOA的放大倍數(shù)由RllO和R103的 比確定，例如R103取10K、RllO取300K時，運算放大器UlOA放大信號30倍。
該信號比較單元5包括比較器U10B，其實際是與用運算放大器UlOA的運算放 大器構成。該比較器UlOB的反相輸入端與該信號放大單元相連，也就是該運算放大器 UlOA的輸出端相連，該比較器UlOB的同相輸入端與設定的直流標準電平相連，該比較器的輸出端給出解調信號，該設定的直流標準電平大于該直流電源的電平的一半，相對 于該直流電源的電平為3.3伏，也就是大于1.65伏。將運算放大器UlOA的輸出和R106 與R107的分壓比較，如R106取13K、R107取20K，則直流標準電平(比較器的電壓門 檻值)為2V。那么，運算放大器UlOA的輸出小于2V部分就會被屏蔽掉，比較器UlOB 的輸出始終為高電平，如果運算放大器UlOA的輸出大于2V，則比較器UlOB輸出方波。 其中，Rlll取200K，當沒有載波信號時，比較器UlOB的輸入電平下拉為低，可有效避 免干擾影響。
綜上，本發(fā)明的電力載波信號解調裝置的工作步驟大致包括，
一、電網(wǎng)上一定頻率的通斷鍵控電力載波信號首先通過串聯(lián)選頻電路，過濾帶 外噪聲，有用的信號電壓施加在隔離耦合變壓器T2的初級線圈；
二、有用的通斷鍵控電力載波信號通過隔離耦合變壓器T2耦合到次級線圈，通 過隔離耦合變壓器T2隔離了強電，僅使有用的高頻信號通過，可有效避免強、弱電不隔 離帶來的安全隱患；
三、耦合到次級的小信號由運算放大器UlOA進行放大和偏置，放大倍數(shù)由電阻 RllO和R103的比值決定，C60起到隔離直流通過交流的作用，R104和R102是阻值相 同的兩個電阻，對3.3V直流電壓進行分壓，得到1.65V直流電壓，通過輸入到運算放大 器UlOA的同相端，將放大后的信號偏置到1.65V上；
四、電阻R106和R107對3.3V進行分壓，確保其分壓值大于1.65V，這個電壓 與運算放大器UlOA的輸出信號通過比較器UlOB進行比較，從而再次屏蔽掉微弱的噪聲 信號，同時將有用的正弦波信號整形為相同頻率的方波信號，從比較器UlOB的輸出腳輸出ο
這樣，后續(xù)的電路，比如微處理器，通過判斷比較器UlOB的輸出方波信號的頻 率，可確認是否存在有效信號存在特定頻率的方波，代表接收到數(shù)據(jù)1，不存在特定 頻率的方波，代表接收到數(shù)據(jù)0。
以上該僅為本發(fā)明的較佳可行實施例，并非限制本發(fā)明的保護范圍，故凡運用 本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作出的等效結構變化，均包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種電力載波信號解調裝置，包括兩個輸入端和兩個輸出端，該兩個輸入端分別 連接電力線的相線和零線以捕獲輸入信號，該兩個輸出端給出解調信號；該裝置包括直 流電源，其特征在于，該裝置還包括依次串接的串聯(lián)選頻單元，對輸入信號進行帶通濾波；隔離耦合單元，將電力線上的高壓與后級的低壓信號隔離；信號放大單元，對隔離處理后的輸入信號進行放大，并進行設定的直流偏置；信號比較單元，將放大后的輸入信號與設定的直流標準電平進行比較，以得到解調 信號；以及，該直流電源為該信號放大單元和信號比較單元提供工作電源，并為該信號放大單元 提供直流偏置、為該信號比較單元提供直流標準電平。
2.如權利要求1所述的電力載波信號解調裝置，其特征在于，該裝置還包括過壓保護 單元，其包括第一端和第二端，該第一端和第二端跨接于電力線的相線和零線之間。
3.如權利要求1所述的電力載波信號解調裝置，其特征在于，該串聯(lián)選頻單元包括串 聯(lián)的第一電感和第一電容，該第一電感的第一端與電力線的相線或零線相連，該第一電 感的第二端與該第一電容的第一端相連，該第一電容的第二端與該隔離耦合單元相連。
4.如權利要求1所述的電力載波信號解調裝置，其特征在于，該隔離耦合單元包括耦 合變壓器，該耦合變壓器的兩個輸入端串接于該第一電容的第二端與電力線的零線或相 線之間。
5.如權利要求4所述的電力載波信號解調裝置，其特征在于，該耦合變壓器為高頻變 壓器，線圈匝數(shù)比為1 1，線圈電感量為1毫亨，線圈內(nèi)阻不大于0.2歐姆。
6.如權利要求1所述的電力載波信號解調裝置，其特征在于，該信號放大單元包括運 算放大器，該運算放大器的反相輸入端通過串聯(lián)的第一電阻和第一電容與該隔離耦合單 元相連，該運算放大器的輸出端與反相輸入端之間跨接有反饋電阻，該運算放大器的同 相輸入端與設定的直流偏置相連。
7.如權利要求6所述的電力載波信號解調裝置，其特征在于，該設定的直流偏置等于 該直流電源的電平的一半。
8.如權利要求1所述的電力載波信號解調裝置，其特征在于，該信號比較單元包括比 較器，該比較器的反相輸入端與該信號放大單元相連，該比較器的的同相輸入端與設定 的直流標準電平相連，該比較器的輸出端給出解調信號。
9.如權利要求8所述的電力載波信號解調裝置，其特征在于，該設定的直流標準電平 大于該直流電源的電平的一半。
10.如權利要求1至9任一所述的電力載波信號解調裝置，其特征在于，該直流電源 的電平為3.3伏。
全文摘要
一種電力載波信號解調裝置，包括兩個輸入端和兩個輸出端，該兩個輸入端分別連接電力線的相線和零線以捕獲輸入信號，該兩個輸出端給出解調信號；該裝置包括直流電源，該裝置還包括依次串接的串聯(lián)選頻單元，對輸入信號進行帶通濾波；隔離耦合單元，將電力線上的高壓與后級的低壓信號隔離；信號放大單元，對隔離處理后的輸入信號進行放大，并進行設定的直流偏置；以及，信號比較單元，將放大后的輸入信號與設定的直流標準電平進行比較，以得到解調信號；該直流電源為該信號放大單元和信號比較單元提供工作電源，并為該信號放大單元提供直流偏置、為該信號比較單元提供直流標準電平?？稍陔娏d波通信領域實現(xiàn)通斷鍵控。
文檔編號H04B3/54GK102025397SQ20091017340
公開日2011年4月20日 申請日期2009年9月10日 優(yōu)先權日2009年9月10日
發(fā)明者丘建忠, 黃訪 申請人:深圳長城開發(fā)科技股份有限公司