一种电力线载波通信设备制造技术

本发明专利技术提供一种电力线载波通信设备，所述电力线载波通信设备中的载波模拟前端电路包括变压器、信号滤波器和阻抗匹配电路，阻抗匹配电路包括数据采集模块、计算控制模块和匹配模块，计算控制模块根据数据采集模块采集的数据计算出经过变压器阻抗转化之后的当前电力线阻抗值,按照当前电力线阻抗值获取与信号滤波器的负载阻抗进行阻抗匹配所需的电感值，根据该电感值向匹配模块输送各个开关的状态字，控制匹配模块中的开关的通断，通过开关选择匹配模块中所需电感，使得信号滤波器的负载阻抗通过阻抗匹配维持在恒定值，保证信号滤波器的滤波特性。

【技术实现步骤摘要】
一种电力线载波通信设备
本专利技术涉及电力线通信
，具体涉及一种电力线载波通信设备。
技术介绍
电力线载波通信设备包括载波模拟前端电路、载波接收发送调制电路、过零检测电路以及载波信号耦合电路，能够实现通过电力线作为传输媒质进行通信的目的，是一种经济可靠的通信方式。由于电力线载波通信设备是以电力线为通信信道，而电力线组网复杂，信道衰减、噪声干扰以及电磁兼容等方面都会使得电力线阻抗很大，影响电力线的通信质量。载波模拟前端电路中的信号滤波器为带通滤波器，其负载阻抗一般设计为75欧姆，需要在载波模拟前端电路中通过将电力线端的阻抗转化为信号滤波器的负载阻抗，使得信号滤波器的负载维持恒定值，现有设计为：通过载波模拟前端电路中的变压器实现阻抗的转化，电力线端的阻抗被预设为一个固定值，通常是400欧姆，将电力线端的阻抗转化为信号滤波器的负载阻抗(75欧姆)。但是实际中电力线端的阻抗是变化的，在现有设计中当电力线端的阻抗变化的时候，信号滤波器的负载阻抗也随之变化，负载阻抗不能维持在恒定值，导致信号滤波器的滤波特性也发生变化。
技术实现思路
本专利技术提供一种电力线载波通信设备，包括载波模拟前端电路、载波接收发送调制电路、过零检测电路以及载波信号耦合电路，所述载波模拟前端电路包括变压器和信号滤波器；所述载波模拟前端电路还包括阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路包括数据采集模块、计算控制模块和匹配模块，所述匹配模块包括开关控制电路和多个电感；所述数据采集模块用于采集经过所述变压器阻抗转化之后的当前电力线参数，将所述当前电力线参数输送到所述计算控制模块；所述计算控制模块用于根据所述当前电力线参数计算当前电力线阻抗值,按照所述当前电力线阻抗值获取与信号滤波器的负载阻抗进行阻抗匹配所需的电感值，按照所述所需的电感值和所述开关控制电路与所述电感之间的对应关系计算所述开关控制电路中各个开关的状态字,将所述各个开关的状态字输送给所述匹配模块，所述各个开关的状态字用来控制各个开关的通断，所述开关用于控制所述匹配模块中各个电感的通断；所述匹配模块用于按照所述各个开关的状态字控制所述开关的通断。在本专利技术中，计算控制模块根据数据采集模块采集的数据计算出经过变压器阻抗转化之后的当前电力线阻抗值,按照当前电力线阻抗值获取与信号滤波器的负载阻抗进行阻抗匹配所需的电感值，根据该电感值向匹配模块输送各个开关的状态字，控制匹配模块中的开关的通断，从而选择所需电感，利用电感与信号滤波器的负载阻抗进行阻抗匹配，使得信号滤波器的负载阻抗维持在恒定值，保证信号滤波器的滤波特性。附图说明图1为本专利技术实施例中一种电力线载波通信设备中载波模拟前端电路的结构示意图；图2为本专利技术实施例中一种电力线载波通信设备中载波模拟前端电路的自适应阻抗匹配流程示意图；图3为本专利技术实施例中一种电力线载波通信设备中电力线阻抗算法的模型原理图。具体实施方式本专利技术实施例提供了一种电力线载波通信设备，以下将详细阐述。参见图1，电力线载波通信设备中的载波模拟前端电路101包括变压器1011、阻抗匹配电路1012、信号滤波器1013。载波模拟前端电路101中的变压器1011和信号滤波器1013的性能与现有技术相同：信号滤波器1013为带通滤波器，其负载阻抗设计为75欧姆，信号滤波器1013的负载阻抗必须保持在恒定值才能保证信号滤波器1013的滤波特性，变压器1011用来实现阻抗的转化，将电力线端的阻抗(400欧姆)转化为信号滤波器1013的负载阻抗(75欧姆)。由于变压器1011是针对400欧姆的电力线端的阻抗进行转化，而实际应用中，电力线端的阻抗是变化的，因此在本实施例中，载波模拟前端电路101中还设计了阻抗匹配电路1012，与信号滤波器1013的负载阻抗进行阻抗匹配，使信号滤波器1013的负载阻抗维持在恒定值，保证信号滤波器的滤波特性。阻抗匹配电路1012包括数据采集模块10121、计算控制模块10122和匹配模块10123，匹配模块10123包括开关控制电路和多个电感，开关控制电路包括多个开关，所述开关用于控制电感的通断，所述电感用于与信号滤波器的负载阻抗进行阻抗匹配。匹配模块10123设置在信号滤波器1013的前端，数据采集模块10121与变压器1011通信连接，数据采集模块10121和计算控制模块10122通信连接，计算控制模块10122和匹配模块10123通信连接，匹配模块10123设置在信号滤波器1013的前端，匹配模块10123与信号滤波器1013通信连接。需要说明的，本文中所提供的电力线载波通信设备的结构示意图，仅以示意的方式说明本专利技术的基本构想，在图中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例本领域技术人员能够根据本专利技术进行调整。参见图2，阻抗匹配电路的阻抗匹配过程如下所述：201.数据采集模块采集经过变压器阻抗转化之后的当前电力线参数，将所述当前电力线参数输送到所述计算控制模块；202.计算控制模块根据所述当前电力线参数计算当前电力线阻抗值；参见图3，图3是本专利技术实施例电力线阻抗算法的模型原理图，其中，如图所示，Vpp是正弦信号源；Z是电力线阻抗；Rr是取样电阻；SW是开关，当匹配结束后SW断开，使得Rr不影响电力线端的阻抗值；Vin(t)和Vout(t)分别为采样模块的输入电压和取样电压，均是需要AD采样，其幅度和相位信息反映了电力线阻抗Z和Rr之间的比值。电力线阻抗的通用计算公式为Z＝RP+jXP，在本实施例中，专利技术人提出一种算法如下：在较短时间内电力线阻抗可以看成恒定的，故将其看成线性系统，即Vin(t)和Vout(t)均为正弦信号，设其中A1、A2分别是信号源和分压信号的幅度，分别是信号的相位，而C1、C2分别是采样加入的偏置直流电压，经过AD采样之后，得到：其中i＝1,2......N,射一个周期内采样整数N个采样点，则需要保证采样速率fsample是信号频率f的N倍，即fsample＝Nf(3)对式(2)中的Vin(t)和Vout(t)序列在一个周期内分别与序列相乘得到:令由于Z和Rr上的电流相等，则由于Vin(t)和Vout(t)的相位分别为和所以由式(5)可以推导出：所述计算控制模块用于根据所述当前电力线参数按照上述公式(1)至(6)计算当前电力线阻抗值。203.计算控制模块按照所述当前电力线阻抗值获取与信号滤波器的负载阻抗进行阻抗匹配所需的电感值；204.计算控制模块按照所述所需的电感值和所述开关控制电路与所述电感之间的对应关系计算所述开关控制电路中各个开关的状态字,将所述各个开关的状态字输送给所述匹配模块；所述各个开关的状态字用来控制各个开关的通断，所述开关用于控制所述匹配模块中各个电感的通断。205.所述匹配模块用于按照所述各个开关的状态字控制所述开关的通断。可选的，电感可以为抽头电感。在本专利技术实施例中，计算控制模块根据数据采集模块采集的数据计算出经过变压器阻抗转化之后的当前电力线阻抗值,按照当前电力线阻抗值获取与信号滤波器的负载阻抗进行阻抗匹配所需的电感值，根据该电感值向匹配模块输送各个开关的状态字，控制匹配模块中的开关的通断，从而选择所需电感，利用电感与信号滤波器的负载阻抗进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力线载波通信设备，包括载波模拟前端电路、载波接收发送调制电路、过零检测电路以及载波信号耦合电路，所述载波模拟前端电路包括变压器和信号滤波器，其特征在于，所述载波模拟前端电路还包括阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路包括数据采集模块、计算控制模块和匹配模块，所述匹配模块包括开关控制电路和多个电感；所述数据采集模块采集经过所述变压器阻抗转化之后的当前电力线参数，将所述当前电力线参数输送到所述计算控制模块；所述计算控制模块根据所述当前电力线参数计算当前电力线阻抗值,按照所述当前电力线阻抗值获取与信号滤波器的负载阻抗进行阻抗匹配所需的电感值，按照所述所需的电感值和所述开关控制电路与所述电感之间的对应关系计算所述开关控制电路中各个开关的状态字,将所述各个开关的状态字输送给所述匹配模块，所述各个开关的状态字用来控制各个开关的通断，所述开关用于控制所述匹配模块中各个电感的通断；所述匹配模块按照所述各个开关的状态字控制所述开关的通断。

【技术特征摘要】
1.一种电力线载波通信设备，包括载波模拟前端电路、载波接收发送调制电路、过零检测电路以及载波信号耦合电路，所述载波模拟前端电路包括变压器和信号滤波器，其特征在于，所述载波模拟前端电路还包括阻抗匹配电路；所述阻抗匹配电路包括数据采集模块、计算控制模块和匹配模块，所述匹配模块包括开关控制电路和多个电感；所述数据采集模块采集经过所述变压器阻抗转化之后的当前电力线参数，将所述当前电力线参数输送到所述计算控制模块；所述计算控制模块根据所述当前电力线参数计算当前电力线阻抗值,按照所述当前电力线阻抗值获取与信号滤波器的负载阻抗进行阻抗匹配所需的电感值，按照所述所需的电感值和所述开关控制电路与所述电感之间的对应关系计算所述开关控制电路中各个开关的状态字,将所述各个开关的状态字输送给所述匹配模块，所述各个开关的状态字用来控制各个开关的通断，所述开关用于控制所述匹配模块中各个电感的通断；所述匹配模块按照所述各个开关的状态字控制所述开关的通断。2.根据权利要求1所述的一种电力线载波通信设备，其特征在于，所述计算控制模块用于根据所述当前电力线参数计算当前电力线阻抗值,具体为：电力线阻抗值的通用计算公式为Z＝RP+jXP，Vin(t)和Vout(t)分别为采...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙友林，
申请(专利权)人：广东广联电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44