LM1893电力线MODEM原理及应用

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1、-6-《国外电子元器件》1999年第1期1999年1月●新特器件应用LM1893电力线MODEM原理及应用湘潭工学院黄采伦刘易凯摘要:LM1893电力线MODEM是美国国家半导体公司生产的高性能电力线载波芯片,可以进行半双工数据通信。本文介绍该芯片的结构、性能、特点及应用电路。关键词:载波电力线MODEMFSK输入端,该脚到地接一个电容,产生偏移电压;1.引脚介绍7脚(ALCSTABILITY)为自动电平控制电路LM1893是美国国家半导体公司生产的专用于稳定性控制脚,该脚对地接RC串联回路,使ALC在电力线上传输数据的高性能MODEM芯片,它

2、可电路工作稳定;进行半双工的数据通信。接收数据时,采用基于锁8脚(BOOSTEMITTER)及9脚(BOOST相环的解调器和针对脉冲噪声干扰设计的脉冲噪声BASE)为内部功率放大器的发射极和基极引出端,滤波电路,使接收信号的动态范围很宽,灵敏度极可以从两脚之间引出一个信号,用以驱动外接的功高,且干扰小;发送数据时,运用基带数据对载波进率放大器,不用时可短接;行FSK调制,调制后的载波信号经片内功率驱动器10脚(CARRIERI/O)为载波输入/输出端,发加到电力线上。这样,单片LM1893便可半双工地送信号和接收信号通过此脚输入或输出;从电力线

3、上接收数据和发送数据,可广泛地用于家11脚(5.6VZENER)为内部产生的5.6V基用电器控制、办公楼内部通信、火警控制和电源管理准电压引出脚;系统等领域。LM1893采用18脚DIP封装,其引脚12脚(DATAOUT)及17脚(DATAIN)分别排列如图1所示。为调制数据输出端和解调数据输入端。13脚(NOISEINTEGRATOR)外接窄脉冲噪声消除电容,用来滤除解调出的信号上的毛刺干扰;14脚(GROUND)及15脚(V+)分别为电源地和电源正极(15～30V);16脚(LIMITERFILTER)对地外接一个可变电容,可构成限幅滤波器

4、;18脚(ICOFREQUENCY)对地外接一个可变电阻,可以微调电流控制振荡器的频率。图1LM1893引脚排列图2.组成原理及应用各引脚功能定义如下:1脚(ICOCAP1)及2脚(ICOCAP2)为外接振LM1893由正弦波成形器①、收发选择控制器荡电容引脚,两脚间外接的振荡电容用于确定载波②、输出功率放大器③、鉴相器④、比较器⑤、限幅器频率;⑥、RC低通滤波器⑦、偏移抵消电路⑧、脉冲噪声3脚(PLLFILTER1)及4脚(PLLFILTER2)滤波器⑨、自动电平控制电路ALC、锁相环路PLL、为芯片内部锁相环环路滤波器引脚,这两脚之间外电流

5、控制振荡器ICO及调制器MOD等部分组接RC滤波电路;成。图2为LM1893的内部结构和典型应用电路,5脚(TX/RXSELECT)为收发通信方式选择电源电压V+=18V,所标的元件参数值对应于载波引脚,该脚高电平为发送模式,低电平为接收模式;频率为120kHz、数据传输速度为200波特的应用系6脚(OFFSETHOLDCAP)为偏移保持电容统;对于其它要求,读者只要对相应的外围元件参数©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserved.LM1893电力线MODEM原理及

6、应用-7-稍加改动即可。信号幅度可随线路阻抗的改变而调整,从而防止输LM1893具有如下性能:出过载。●抗噪声的FSK调制方式;笔者自制的集散式家庭电器控制系统如图3所●可选择的脉冲噪声滤波;示。现代家用电器大都采用单片微处理器控制,改●最高4.8k波特的传输速率;制起来非常方便,只要将控制的洗衣机和电饭煲的●输出功率可以很容易地增加200倍;CPU的RXD及TXD端与LM1893相连,并通过●50kHz～300kHz的可选载波频率;LM1893及高压耦合电容等与两根电源连接即可。●通信接口与TTL电平和CMOS电平兼容;未采用CPU或所用CP

7、U不具通信功能的家电,用●可驱动任何常规的电力线;一块通用的单片机(如AT89C2051等)取代其控制●接收灵敏度为2mV;功能也可实现。当然还需要对软件稍作改动,方可●工作电压为15～30V,接收状态功耗为实现由一个主控单片机(如图3所示)或PC机集中1.33W,发送状态功耗为1.66W。控制的家庭电器集散控制系统。LM1893通常有两种工作模式:接收模式和发3.结束语送模式。(1)接收模式在所有的通信方式中,电力线载波(50kHz～在此模式下,TX/RXSELECT引脚为低电平,300kHz)通道是最直接、最经济的通信媒介,但电力从电力线上

8、传送来的信号经高压耦合电容和变压器线载波通道存在各种电磁干扰(如高压尖脉冲、大功T组成的高通滤波环路之后,再经LC并联谐振回率电器对电网的干扰等),可