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1、电力线载波通信技术华北电力技术NORTHCHINAELECTRICPOWER43电力线载波通信技术杜琼,周一届(江南大学FREESCALE驻中国电能表实验室,江苏无锡214000)摘要:对电力载波通信技术进行了阐述,并对其进行了分析.介绍了其基本的通信原理,传输方式,硬件结构,软件设计,及其在实践中的应用情况.关键词:通信;载波;采集;处理;接收;发送中图分类号:TN916.52文献标识码:B文章编号:1003—9171(2005)02—0043—05Power—lineCarrierCommunicationDuQiong
2、,ZhouYijie(FREESCALEElectricEnergyInstrumentLaboratoryinChinaSouthernofYangtzeUniversity,Wuxi,Jiangsu214000,china)Abstract:Thispaperdescribesandanalyzesthepowerlinecarrierwavetechnology,introducesthebasicprinciple,waysoftransmission,designofhardwareandsoftwareaswel
3、laspracticalutilization.Keywords:communication,carrierwave,disposal,collection,receive,transfer随着科学技术日新月异的发展,通信已经成为电子电路设计中不可或缺的一个重要的方面,通信技术和通信产业是20世纪80年代以来发展最快的领域之一.通信技术是克服空间限制的主要手段,它可以短时间传送大量的信息.伴随着电子元器件集成度的提高,模块化的产品越来越多,随之而来的是设计开发效率的大大提高;一些比较先进的通信技术也逐渐得到应用,并且形成了一
4、定的规模产品.在电力系统当中,电力线载波通信技术已经有了比较广泛的应用,低压载波,高压载波,超窄带载波,宽带电力线载波,扩频技术等应用于电力线载波通信中,形成了多样化的载波通信产品与技术.每一先进的技术都有其自身的优缺点和传输特性,并且在一定的领域得到应用.本文对载波通信技术的发展以及方向进行详尽的阐述,并提出一些更新型的载波通信技术.线载波通信技术出现于20世纪20年代初期.而电力线载波则以电力线路为传输通道,通过载波的方式将模拟信号或者数字信号进行高速传输,具有通道可靠性高,路由合理,可同时复用远动信号的优点,是唯一不需
5、要线路投资的有线通信方式.低压电力线是为传输50Hz的工频电能而铺设的,是一种分布非常广泛的线路资源,长久以来,人们一直试图通过它传输数据或者语音信号.由于不是为通信铺设的,故其特性往往较难直接满足载波通信的要求,主要体现在两个方面:(1)电力网络的阻抗特性及其衰减制约了信号的传输距离,这与通信信道的物理长度和低压电网的阻抗匹配相关.(2)低压电力线上的噪声干扰制约了信号的传输质量.噪声干扰主要来自与低压电网相连的负载,以及无线电的干扰.在这样的恶劣的电力线通信环境下,很难保证数据传输的质量,并且电力线通信的噪声和信号衰减是
6、随时间而变化的,很难找到其变化的规律,所以在利用电力线进行信号的传输时,必须对信号进行一定的处理,并贯穿从信号发送到接收的全过程,这正是电力线载波通信技术所涉及的重点和难点.1载波模型为了更好地理解载波通信的传输与发送的特性,首先要了解载波通信的基本原理,以载波接收发送实验为例,以便提供比较感性的实验材料.图1为实验电路图.44华北电力技术NORTHCHINAELECTRICPOWER图1实验电路罔]22l)kQ4700,l.[IN4007CrD6一.『Ij一l'JV2luuP330nFIN4007上==C6100nFr——
7、—1二二]——r_卜IQl一10Qk.副感线圈L1C11llII}D9l7lN4kQ8二3310IQ3—-l_IN4148rBc547D8IN4148lc1ou』5nF}上J一图2发射接收部分电路图1.1发射部分发射部分(见图2),由Q1,Q2接成复合管的形式,组成频率为135kHz的哈特利震荡器.由C2,D1,D2,D3,C5等构成电压为30V的电源部分.当按下发射按钮P1时,在L1的副变感应出的135kHz的振荡信号通过C1注入电力线路网络.1.2接收部分由发射部分过来的135kHz的正弦波通过电力线路传播至接收部分
8、(见图2),通过C1(图1)并由L1,C10构成的选频电路取出135kHz信号.该信号Q3放大并整形至幅度为12V的方波信号.D7,D8构成限幅电路,保证Q1(图1)的基极峰值电压小于1V,以防止电力线路网络中各种异常干扰脉冲损坏Q3.D9的作用是过滤掉信号中的负极性部分,并由Q4驱动发光
