一种有源衰减器及衰减载波信号的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电力通信技术领域，具体地，涉及一种有源衰减器及衰减载波信号的 方法。
【背景技术】
[0002] 衰减器是在指定的频率范围内，一种用以引入预定衰减的电路。分为无源衰减器 和有源衰减器两种。目前通用的衰减器主要应用于射频或微波通信领域，实现对高频射频 信号的测试。微波衰减器一般带宽为5GHz左右，最高要到50GHz。连接头多采用BNC型、N 型、TNC型、SMA型、SMC型等方式。具有高精度、高带宽、低功耗、体积小等特点。
[0003] 在电力线通信（PowerLineCommunication,PLC)领域，衰减器是电力线通信相 关产品的研发、测试、生产中的重要设备，实现对PLC产品的功能、性能、一致性等方面的测 试。在电力通信领域，衰减器的设计尚未形成统一技术规范，均采用了由被动器件构成无源 衰减器的方案。该衰减器设计方案可满足一般性测试要求，但是由于设计原理的自身特点， 决定了其工作频段较窄、衰减值精度偏差大、无法实现ldB步进等缺点，无法满足电力线通 信领域高精度测试要求。
[0004] 目前电力线通信技术领域所采用的衰减器均为无源衰减器，采用电阻、电容、电感 等分离器件搭建而成。无源衰减器存在以下几个方面的不足：
[0005] 1、产品性能缺乏一致性：电力线通信要求衰减器具备交流220V耐压能力，且能够 承受较大的负载（5A以上)，因此采用的器件均为大功率器件，元器件市场目前尚无满足要 求的成熟器件，如电感等器件均需要自己绕制，设计出来的产品缺乏一致性；
[0006] 2、谐波放大、共振：由于采用电阻、电容、电感等无源器件构成，系统阻抗不稳定， 存在谐波放大和共振的危险；
[0007] 3、谐振点偏移：随着器件老化、外界温度环境的变化，无源滤波器的谐振点会发生 偏移，影响性能；
[0008] 4、精度低：由于生产工艺等问题，无源大功率器件的精度偏低，衰减值的精度偏 低，不能进行微调，无法实现高精度测量。
【发明内容】
[0009] 本发明是为了克服现有技术中无源衰减器衰减精度低的缺陷，根据本发明的一个 方面，提出一种有源衰减器。
[0010] 一种有源衰减器，包括：微处理单元、滤波器和运算放大单元；
[0011] 微处理单元与运算放大单元相连，微处理单元接收来自上位机的控制信号，用于 调节运算放大单元的增益；滤波器的输出端与运算放大单元的输入端相连，滤波器对输入 的载波信号进行滤波并将滤波后的载波信号发送给运算放大单元；运算放大单元对滤波后 的载波信号进行衰减处理并输出衰减载波信号。
[0012] 优选的，该优选衰减器还包括：信号分离器、信号耦合器和隔离变压器；
[0013] 信号分离器的输出端与滤波器的输入端相连，信号分离器对载波信号与市电进行 分离并将分离出的载波信号发送给滤波器；信号耦合器的输入端与运算放大单元的输出端 相连，信号耦合器对衰减载波信号与市电进行耦合；隔离变压器用于传输市电，并阻断载波 信号的传输。
[0014] 优选的，该优选衰减器还包括：用于为微处理单元、滤波器和运算放大单元供电的 线性电源；
[0015] 线性电源分别与微处理单元、滤波器和运算放大单元相连。
[0016] 优选的，滤波器和运算放大单元包括：第一阻抗、第二阻抗、第三阻抗、第四阻抗、 第一电阻、第二电阻和运算放大器；
[0017] 第一阻抗一端接收输入电压，另一端通过第二阻抗与运算放大器的正输入端相 连；第三阻抗一端与运算放大器的正输入端相连，另一端接地；第四阻抗一端与第一阻抗 和第二阻抗之间的节点相连，另一端与运算放大器的输出端相连；第一电阻一端与运算放 大器的负输入端相连，另一端接地；第二电阻一端与运算放大器的负输入端相连，另一端与 运算放大器的输出端相连。
[0018] 优选的，控制信号为RS485差分控制信号。
[0019] 优选的，滤波器为2阶切比雪夫滤波器。
[0020] 本发明实施例提供的一种有源衰减器，通过微处理单元和运算放大单元实现对载 波信号的衰减，衰减值可程控、衰减精度高、衰减性能稳定；同时通过信号分离器将载波信 号与市电进行分离，使两路信号通路各自独立传输，市电通路可承载几安培至数十安培电 流，从而提高了有源衰减器的带载能力，具备承载大功率的优点。
[0021] 本发明是为了克服现有技术中无源衰减器衰减精度低的缺陷，根据本发明的一个 方面，提出一种衰减载波信号的方法。
[0022] -种衰减载波信号的方法，提供权利要求1中的有源衰减器；该方法包括：
[0023] 接收载波信号并对载波信号进行滤波处理；
[0024] 根据微处理单元发送的控制指令确定衰减增益；
[0025] 根据衰减增益对载波信号进行衰减处理，并输出衰减载波信号。
[0026] 优选的，有源衰减器还包括信号分离器、信号耦合器和隔离变压器；该方法还包 括：
[0027] 隔离变压器隔离载波信号，并输出市电；
[0028] 通过信号分离器对载波信号和市电进行分离并将载波信号发送给滤波器；
[0029] 信号耦合器对衰减载波信号及隔离变压器输出的市电进行耦合处理，并输出衰减 载波信号和市电的稱合信号。
[0030] 本发明实施例提供的一种衰减载波信号的方法，通过控制运算放大单元实现有源 衰减，衰减性能稳定、衰减精度高，步进衰减值可达到ldb,并且可以远程控制有源衰减的过 程；同时将载波信号与市电进行分隔独立传输，市电通路可承载几安培至数十安培电流，从 而提高了有源衰减器的带载能力，具备承载大功率的优点。
[0031] 本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变 得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明 书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
[0032] 下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
【附图说明】
[0033] 附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实 施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
[0034]图1为本发明实施例中第一种有源衰减器的结构图；
[0035] 图2为本发明实施例中第二种有源衰减器的结构图；
[0036] 图3为本发明实施例中滤波器和运算放大单元的原理图；
[0037] 图4为本发明实施例中有源衰减器的幅频特性图；
[0038] 图5为本发明实施例中无源衰减器的幅频特性图；
[0039] 图6为本发明实施例中大功率有源衰减器的应用图；
[0040] 图7为本发明实施例中第一种衰减载波信号的方法流程图；
[0041] 图8为本发明实施例中第二种衰减载波信号的方法流程图。
[0042] 结合附图在其上标记以下附图标记：
[0043] 101-微处理单元、102-滤波器、103-运算放大单元、104-信号分离器、105-信号耦 合器、106-隔离变压器、107-线性电源。
【具体实施方式】
[0044] 下面结合附图，对本发明的【具体实施方式】进行详细描述，但应当理解本发明的保 护范围并不受【具体实施方式】的限制。
[0045] 根据本发明实施例，提供了一种有源衰减器，图1为该有源衰减器的结构图，包 括：微处理单元101、滤波器102和运算放大单元103;其中，微