零50电力L²C²专用接口的制作方法

专利名称：零50电力L²C²专用接口的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力L2C2，特别是涉及零50电力L2C2 (Low-voltage Line Carrier Communication)专用接口 。
背景技术：
利用现有的电力网作为通信网信道资源，实现信息传输和网络连接，是当今国内外专 家和同仁竞相开展研究的前沿热门课题，其主要技术难题是如何消除电力网固有的50Hz 工频信号、噪声信号、浪涌信号等信号对通信的干扰以及如何提高载波信号的加载效率； 这正是零50电力1^:2专用接口问世的目的与背景。 发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是通过创新设计，提供一种零50电力1^2(:2专用接 口，以克服上述技术难题，实现利用电力网作为通信网信道，进行信息传输和网络连接， 开拓电力网通信的新格局。
本实用新型解决上述技术难题所采用的技术方案是由分别插接在220V/50Hz交流电 力网上的发送端口模块和接收端口模块匹配组合而成，其中所述发送端口模块，其A、 B端分别与通信发送端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接，C端为通信 信号发送端，D和E端分别为该模块直流电源电压正、负极连接端，并且E端接"地"； 而所述的接收端口模块，其X、 Y端分别与通信接收端所在位置的220V/50Hz交流电力网 电源插座两端插接，W端为通信信号接收端，E'端接"地"。
本实用新型与现有技术相比具有以下主要的优点
其一，通过精心设计两变压器L和T2的技术参数，本实用新型完全隔离了电力网的 "强电"作用，并且基本上消除了 220V/50Hz电力网工频信号对通信的影响。
其二，通过精心匹配发送端口模块与接收端口模块中的集成带通滤波器F!和F2，本 实用新型抗干扰能力很强，即基本上消除了电网50Hz工频信号、噪声信号、浪涌信号等 信号对通信的干扰和影响。
其三，通过精心选择发送端口模块中调谐功放器的谐振中心频率与通频带以及接收端 口模块中高阻耦合器的阻抗值，本实用新型加载效率很高。
其四，通过精心策划本实用新型的构建方案，本实用新型结构紧凑，使用方便。
其五，本实用新型整体性能优良，造价低廉，因此其性价比高，市场前景看好。

图1为本实用新型的电路原理图。
具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步说明。 本实用新型是一种具有双重耦合"RC (阻容)耦合"和"EM (电磁)耦合"功能 的零50电力^C2专用接口，由分别插接在通信发送端所在位置和通信接收端所在位置的 220V/50Hz交流电力网电源插座两端的发送端口模块和接收端口模块匹配组合而成，如图 l所示，此图中所述发送端口模块，其A、 B端与通信发送端所在位置的220V/50Hz交 流电力网电源插座两端插接；D端和E端分别为该模块直流电源电压(+5V)正、负极连 接端；C端和E端同通信发送装置连接，并且E端接"地"。所述接收端口模块，其X、 Y端与通信接收端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接；W和E'端同通信 接收装置连接；并且E'端接"地"。
本实用新型发送端口模块，其包括前置放大器Ao，集成低通滤波器Fo，集成带通滤 波器Fp以及由电容器C,、变压器T,和功率放大器A,构成的调谐功放器，其中电阻 R5 —端同AQ的输出端U连接，R5的另一端与A,反相输入端以及反馈电阻R6的一端相连 接，Rs的另一端与A,的输出端V以及变压器T,的初级绕组中间抽头端S相连接；Fo、 C！都并联在T,的初级绕组两端1和2之间，此两端亦就是发送端口模块的D、 E端；1 次级绕组两端(即3端和4端)与Fi输入侧两端相接；Fi输出侧两端亦就是发送端口模 块的A、 B端；集成低通滤波器Fo主要用来滤除50Hz工频信号和其它低频干扰信号，Fo 可选用CSC2912型集成芯片，也可以根据现场试验的实际效果选择类似CSC2912性能的 其它芯片。集成带通滤波器F！的主要作用是用来选定通信信号所需的指定带宽范围，Fj 可选用CSC6515型集成芯片，也可以根据现场试验的实际效果选择类似CSC6515性能的 其它芯片。
上述的前置放大器Ao由一个集成运算放大器芯片和三个电阻Rh R2 、 R3构成，其 中R!的一端与R3的一端以及Ao集成运算放大器芯片的反相输入端相接，R,、 113各自 的另一端分别与C端(发送端口模块的信号发送端)和U端(Ao的输出端)相接，而& 连接在集成运算放大器芯片的同相输入端和"地"之间。A。可选用开环电压放大倍数大 于104的普通型集成运算放大器芯片。
上述的功率放大器Ai由一个大功率集成运算放大器芯片和三个电阻R4、R5、R6构成， 其中R4连接在大功率集成运算放大器芯片的同相输入端与"地"(E端)之间，Rs的一 端与R6的一端以及所述大功率集成运算放大器芯片的反相输入端相接，并且Rs和Re各 自的另一端分别与U端和V端相接。A,可选用BA5406型大功率集成运算放大器芯片。
本实用新型接收端口模块，其包括集成带通滤波器F2、限幅保护器P、高阻耦合器Z， 以及由电容器C2和变压器T2构成的50Hz低通滤波器。其中C2并联在变压器T2的次级 绕组两端(即7端和8端)之间，T2初级绕组两端(即5端和6端)与F2输出侧两端相 接，而F2输入侧两端就是所述接收端口模块的X、 Y端；高阻耦合器Z的两端分别同T2 的次级绕组7端和限幅保护器P的9端相连接，P的9端也是所述模块的W端；P的另一端接"地"，此端即为所述接收端口模块的E'端；限幅保护器P可用分立元器件构成，亦 可用集成器件组成，其限定的电压幅值为6伏。
上述方案中，电阻R3同电阻R,之比约为100。电阻R2之值为电阻R,与电阻R3的并联 等效电阻值。电阻R6同电阻Rs之比至少应为60。电阻R4之值为电阻R5与电阻R6的并联 等效电阻值。高阻耦合器Z的阻抗值约为IOMQ。电容d和电容C2之值均为20yF。
上述方案中，限幅保护器P可用分立元器件稳压管、二极管、晶闸管等元器件构成， 亦可用集成稳压器件组成，其限定的电压幅值为6伏；另外，该限幅保护器还具有过电流 保护作用。
本实用新型可通过调整变压器Ti和T2初级绕组的电感量来调节谐振中心频率(即通 频带中心频率)，以满足通信指定频带的要求。值得指出的是T,和T2不仅起耦合通信信 号的作用，而且起隔离220V/50Hz电力网上强大电能的作用，因此，T,和T2的技术参数 设计至关重要，Ti和T2的变比均为2。
本实用新型接收端口模块中的集成带通滤波器F2同发送端口模块中的集成带通滤波 器F,是对偶匹配的，并且这两者的技术参数和规格型号完全相同。
本实用新型发送端口模块和接收端口模块可分别成对插接在任何地方的220V/50Hz 电力网电源插座上进行工作。
本实用新型工作原理(参见图1)为来自C端的通信信号经发送端口模块中的前 置放大器A。放大后，再经电容器d、功率放大器A,和变压器L构成的调谐功放器以及 带通滤波器F,处理后耦合到电力网上；接收端口模块从电力网上取得通信载波信号后， 经带通滤波器F2滤除噪声等干扰信号，再经变压器T2次级绕组和电容器C2构成的50Hz 低通滤波器滤除来自电力网上的工频(即50Hz)等低频信号，然后经高阻耦合器Z将有 用的通信信号传送到接收端W,于是在W端便可接收到来自C端的通信信号。
最后应说明，上述的实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而并非限制。
权利要求1.一种零50电力L2C2专用接口，其特征是由分别插接在220V/50Hz交流电力网电源插座两端的发送端口模块和接收端口模块匹配组合而成，其中所述发送端口模块，其A、B端分别与通信发送端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接，C端为通信信号发送端，D和E端分别为该模块直流电源电压正、负极连接端，并且E端接“地”；而所述的接收端口模块，其X、Y端分别与通信接收端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接，W端为通信信号接收端，E端接“地”。
2. 如权利要求1所述的零50电力1^(:2专用接口，其特征是发送端口模块包括甜置放 大器Ao，集成低通滤波器Fo，集成带通滤波器Fp以及由电容器d、变压器T,和功率 放大器A,构成的调谐功放器，其中Ao的输出端U与A,的反相输入端所接电阻R5的一 端相连接，而A!的输出端V与I^的初级绕组中间抽头端S相连接，反馈电阻R6跨接在 A!的反相输入端与输出端之间；FQ、 d都并联在T^初级绕组两端即1端和2端，此两端 分别是所述发送端口模块的D、 E端；T,次级绕组的两端即3端和4端与F,输入侧两端 相接；F,输出侧两端即为发送模块的A、 B端。
3. 如权利要求2所述的零50电力1/(:2专用接口 ，其特征是前置放大器A。由三个电阻R" R2和R3以及一个集成运算放大器芯片构成，其中电阻Ri与R3相连端和集成运算放大器芯片反相输入端连接，Ri的另一端与信号发送端C端连接，而R3的另一端与集成 运算放大器芯片输出端U连接；R2两端分别与集成运算放大器芯片的同相输入端和"地" 即E端相接。
4. 如权利要求2或3所述的零50电力1^(:2专用接口 ，其特征是功率放大器At由一个 大功率集成运算放大器芯片和三个电阻R4、 R5、 &构成，其中R4连接在大功率集成运算放大器芯片同相输入端和"地"即E端之间；R5与R6相连端与所述大功率集成运算放 大器芯片的反相输入端相接，而R5与R6各自的另一端分别与两集成运算放大器芯片输出端u和v相接。
5. 如权利要求1所述的零50电力1/(:2专用接口，其特征是接收端口模块包括集成带 通滤波器F2、限幅保护器P、高阻耦合器Z，以及由电容器C2和变压器T2构成的50Hz 低通滤波器，其中C2并联在T2的次级绕组两端即7端和8端，T2初级绕组两端即5端和6端与F2输出侧两端相接，F2输入侧两端即为所述接收端口模块的X、 Y端；C2—端 即7端经Z连接在P的一端即9端，此接点就是所述模块的W端；C2和P相连的另一端即8端接"地"，此端即为所述接收端口模块的E'端。
6. 如权利要求2或5所述的零50电力1^(:2专用接口，其特征是变压器T,和T2的绕 组电感量均可调节。
7. 如权利要求6所述的零50电力1^:2专用接口，其特征是变压器L和T2的变比均 为2。
专利摘要本实用新型涉及“零50电力L²C²专用接口”，它由分别插接在220V/50Hz交流电力网电源插座两端的发送端口模块和接收端口模块匹配组合而成，其中所述发送端口模块，其A、B端分别与通信发送端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接，C端为通信信号发送端，D和E端分别为该模块直流电源电压正、负极连接端，并且E端接“地”；而所述的接收端口模块，其X、Y端分别与通信接收端所在位置的220V/50Hz交流电力网电源插座两端插接，W端为通信信号接收端，E端接“地”。本实用新型具有性价比高、载波加载效率高和抗干扰能力强三大特色，此外还有结构紧凑，使用方便等优点。
文档编号H04B3/54GK201142683SQ20072008790
公开日2008年10月29日 申请日期2007年11月1日 优先权日2007年11月1日
发明者强 于, 欣 周, 宁 张, 李中年, 睿 董, 陈永红 申请人:武汉理工大学