电力载波信号解调装置制造方法及图纸

一种电力载波信号解调装置，包括两个输入端和两个输出端，该两个输入端分别连接电力线的相线和零线以捕获输入信号，该两个输出端给出解调信号；该装置包括直流电源，该装置还包括依次串接的：串联选频单元，对输入信号进行带通滤波；隔离耦合单元，将电力线上的高压与后级的低压信号隔离；信号放大单元，对隔离处理后的输入信号进行放大，并进行设定的直流偏置；以及，信号比较单元，将放大后的输入信号与设定的直流标准电平进行比较，以得到解调信号；该直流电源为该信号放大单元和信号比较单元提供工作电源，并为该信号放大单元提供直流偏置、为该信号比较单元提供直流标准电平。可在电力载波通信领域实现通断键控。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种通信设备，尤其涉及电力载波通信设备。技术背景现有的电力载波通信设备，对于低速率窄带通讯，通常是采用专门的、成本 较高的集成电路，以FSK(频移键控)、BPSK(双相移相键控)、FFH(快速调频)、 SFSK (正弦调制成频移键控)或DCSK (差分混沌键控)的调制解调方式进行数字信号在 电力线上的传输。而实际中，虽然很多的电力设备、工业现场设备需要通过电力线进行通信与互 连，但传送的只是一些简单的控制信号和指令，数据通信速率要求不高，通信量不大。
技术实现思路
本专利技术的目的在于，提供一种采用最基本的OOK (通断键控)调制解调方式实现 的电力载波通信装置，可以用最低的成本来满足有关设备之间的通信要求。为了实现上述的目的，本专利技术提出一种电力载波信号解调装置，包括两个输入 端和两个输出端，该两个输入端分别连接电力线的相线和零线以捕获输入信号，该两个 输出端给出解调信号；该装置包括直流电源，该装置还包括依次串接的串联选频单元，对输入信号进行带通滤波；隔离耦合单元，将电力线上的高压与后级的低压信号隔离；信号放大单元，对隔离处理后的输入信号进行放大，并进行设定的直流偏置； 以及，信号比较单元，将放大后的输入信号与设定的直流标准电平进行比较，以得到 解调信号；该直流电源为该信号放大单元和信号比较单元提供工作电源，并为该信号放大 单元提供直流偏置、为该信号比较单元提供直流标准电平。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果不需要使用专门的、昂贵的专用 集成电路，精度高，成本低，可在电力载波通信领域实现通断键控。附图说明图1是本专利技术的电力载波信号解调装置实施例的电原理框图。图2是本专利技术的电力载波信号解调装置实施例的电原理图。具体实施方式为了进一步说明本专利技术的原理和结构，现结合附图对本专利技术的优选实施例进行 详细说明。本专利技术的电力载波信号解调装置实施例的电原理框图，如图1所示，包括两个输入端和两个输出端，该两个输入端分别连接电力线的相线和零线以捕获输入信号，该 两个输出端给出解调信号。本专利技术的电力载波信号解调装置实施例，包括直流电源6，还包括依次串接 的串联选频单元2，对输入信号进行带通滤波；隔离耦合单元3，将电力线上的高压与后级的低压信号隔离；信号放大单元4，对隔离处理后的输入信号进行放大，并进行设定的直流偏置； 以及，信号比较单元5，将放大后的输入信号与设定的直流标准电平进行比较，以得到 解调信号；该直流电源6为该信号放大单元4和信号比较单元5提供工作电源，并为该信号 放大单元4提供直流偏置、为该信号比较单元5提供直流标准电平。本专利技术的电力载波信号解调装置实施例，还包括过压保护单元1，跨接在电力线 的相线和零线上，为后级电路其保护作用。本专利技术的电力载波信号解调装置实施例的电原理图，如图2所示，其中该过压保护单元1包括压敏电阻VR2，该压敏电阻VR2包括第一端和第二端， 该第一端和第二端跨接于电力线的相线和零线之间。该串联选频单元2包括串联的第一电感LPl和第一电容C58，该第一电感LPl 的第一端与电力线的相线相连，该第一电感LPl的第二端与该第一电容C58的第一端相 连，该第一电容C58的第二端与该隔离耦合单元3相连。当电力线上有一定频率的载波 信号时，首先通过电感LPl与C58组成的选频电路进行滤波，阻止带外信号通过。LPl 可以选择普通工字电感，电容C58可以选择X2安规电容。电容一般取值220NF，电感 值由公式计算。该隔离耦合单元3包括隔离耦合变压器T2，该隔离耦合变压器T2的两个输入 端，也就是初级绕组的两端，串接于该第一电容C58的第二端与电力线的零线之间。经 该串联选频单元2滤波的信号，通过隔离耦合变压器T2耦合到次级。优选地，该隔离耦 合变压器T2为高频变压器，线圈匝数比为1 1，线圈电感量为1毫亨，线圈内阻不大 于0.2欧姆，铁氧体磁心。该信号放大单元4包括运算放大器U10A，该运算放大器UlOA的反相输入端 通过串联的第一电阻R103和第一电容C60与该隔离耦合单元3，也就是该隔离耦合变 压器T2的一个输出端(次级绕组的一端)相连，次级绕组的另一端则接地，该运算放 大器UlOA的输出端与反相输入端之间跨接有反馈电阻RllO和电容C63，该运算放大器 UlOA的同相输入端与设定的直流偏置相连，该设定的直流偏置等于该直流电源的电平的 一半，R102和R104取相同的值，相对于该直流电源的电平为3.3伏，也就是1.65伏。 运算放大器UlOA采用轨对轨的运放。运算放大器UlOA的放大倍数由RllO和R103的 比确定，例如R103取10K、RllO取300K时，运算放大器UlOA放大信号30倍。该信号比较单元5包括比较器U10B，其实际是与用运算放大器UlOA的运算放 大器构成。该比较器UlOB的反相输入端与该信号放大单元相连，也就是该运算放大器 UlOA的输出端相连，该比较器UlOB的同相输入端与设定的直流标准电平相连，该比较器的输出端给出解调信号，该设定的直流标准电平大于该直流电源的电平的一半，相对 于该直流电源的电平为3.3伏，也就是大于1.65伏。将运算放大器UlOA的输出和R106 与R107的分压比较，如R106取13K、R107取20K，则直流标准电平(比较器的电压门 槛值)为2V。那么，运算放大器UlOA的输出小于2V部分就会被屏蔽掉，比较器UlOB 的输出始终为高电平，如果运算放大器UlOA的输出大于2V，则比较器UlOB输出方波。 其中，Rlll取200K，当没有载波信号时，比较器UlOB的输入电平下拉为低，可有效避 免干扰影响。综上，本专利技术的电力载波信号解调装置的工作步骤大致包括，一、电网上一定频率的通断键控电力载波信号首先通过串联选频电路，过滤带 外噪声，有用的信号电压施加在隔离耦合变压器T2的初级线圈；二、有用的通断键控电力载波信号通过隔离耦合变压器T2耦合到次级线圈，通 过隔离耦合变压器T2隔离了强电，仅使有用的高频信号通过，可有效避免强、弱电不隔 离带来的安全隐患；三、耦合到次级的小信号由运算放大器UlOA进行放大和偏置，放大倍数由电阻 RllO和R103的比值决定，C60起到隔离直流通过交流的作用，R104和R102是阻值相 同的两个电阻，对3.3V直流电压进行分压，得到1.65V直流电压，通过输入到运算放大 器UlOA的同相端，将放大后的信号偏置到1.65V上；四、电阻R106和R107对3.3V进行分压，确保其分压值大于1.65V，这个电压 与运算放大器UlOA的输出信号通过比较器UlOB进行比较，从而再次屏蔽掉微弱的噪声 信号，同时将有用的正弦波信号整形为相同频率的方波信号，从比较器UlOB的输出脚输出ο这样，后续的电路，比如微处理器，通过判断比较器UlOB的输出方波信号的频 率，可确认是否存在有效信号存在特定频率的方波，代表接收到数据1，不存在特定 频率的方波，代表接收到数据0。以上该仅为本专利技术的较佳可行实施例，并非限制本专利技术的保护范围，故凡运用 本专利技术说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电力载波信号解调装置，包括两个输入端和两个输出端，该两个输入端分别连接电力线的相线和零线以捕获输入信号，该两个输出端给出解调信号；该装置包括直流电源，其特征在于，该装置还包括依次串接的：串联选频单元，对输入信号进行带通滤波；隔离耦合单元，将电力线上的高压与后级的低压信号隔离；信号放大单元，对隔离处理后的输入信号进行放大，并进行设定的直流偏置；信号比较单元，将放大后的输入信号与设定的直流标准电平进行比较，以得到解调信号；以及，该直流电源为该信号放大单元和信号比较单元提供工作电源，并为该信号放大单元提供直流偏置、为该信号比较单元提供直流标准电平。

【技术特征摘要】
1.一种电力载波信号解调装置，包括两个输入端和两个输出端，该两个输入端分别 连接电力线的相线和零线以捕获输入信号，该两个输出端给出解调信号；该装置包括直 流电源，其特征在于，该装置还包括依次串接的串联选频单元，对输入信号进行带通滤波；隔离耦合单元，将电力线上的高压与后级的低压信号隔离；信号放大单元，对隔离处理后的输入信号进行放大，并进行设定的直流偏置；信号比较单元，将放大后的输入信号与设定的直流标准电平进行比较，以得到解调 信号；以及，该直流电源为该信号放大单元和信号比较单元提供工作电源，并为该信号放大单元 提供直流偏置、为该信号比较单元提供直流标准电平。2.如权利要求1所述的电力载波信号解调装置，其特征在于，该装置还包括过压保护 单元，其包括第一端和第二端，该第一端和第二端跨接于电力线的相线和零线之间。3.如权利要求1所述的电力载波信号解调装置，其特征在于，该串联选频单元包括串 联的第一电感和第一电容，该第一电感的第一端与电力线的相线或零线相连，该第一电 感的第二端与该第一电容的第一端相连，该第一电容的第二端与该隔离耦合单元相连。4.如权利要求1所述的电力载波信号解调装置，其特征在于，该隔离耦合单元包...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄访，丘建忠，
申请(专利权)人：深圳长城开发科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]