专利名称：用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路和方法
用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路和方法技术领域
本发明为电力系统局域网中对电能表进行自动抄读时，所使用的双绞线载波信号 收发硬件电路。电路调制解调后的信号参数完全符合对于EURIDIS和TIC通信信号的要求。
背景技术：
智能电表的通信功能与自动抄表系统的组建一直备受关注与重视。上世纪90年 代，采用EURIDIS总线的抄表系统引入我国。它是一种高效，低成本的抄表方案。电能表通 过EURIDIS总线连接到固定在易于抄收位置上的磁耦合器上，抄表员只需将手持终端与耦 合器连接即可实现对所有与耦合器连接电能表的信息抄收。
EURIDIS抄表系统具有以下特点
(1)开放性EURIDIS协议符合IEC62056-31标准，保证不同制造商设备间的开放 性和互操作性；
(2)便捷性EURIDIS抄表系统极大的节约了抄收时间，100只电表在5分钟内即可抄完。
(3)广泛性EURIDIS系统在法国电力集团(ERDF)公司的推广下已经运作了十几 个年头，期间系统可靠的表现得到了 ERDF的认可与积极地推广。目前EURIDIS系统已经被 西欧等越来越多的国家所使用。
(4)通信媒介采用双绞线50kHz载波通信方式，保证信号传输时较强的抗干扰性 与更远的传输距离；
(5)通信速率ERDF最新提出的标准已经把通信速度提高到了 9600bps ；
(6)保密性为了防止第三方的伪装通信及对通信的监听，整个EURIDIS通信采用 AES128加密算法对通信数据进行加解密。
因此，EURIDIS抄表系统完全满足当前智能电网自动抄表系统的发展要求。 IEC62056-31标准对于EURIDIS系统的载波信号有着十分严格的要求，不论是对传输速 率，信号频率还是信号幅值，占空比等参数都有着严格的要求，也正是这些使得EURIDIS系 统能够可靠，高效的实现对挂接电表的信息抄读。由于对载波信号参数的严格要求，使得 EURIDIS硬件电路上的实现变得复杂困难，目前国内还没有较好的满足ERDF要求的硬件电 路。发明内容
本发明要解决的是现有技术存在的上述问题，旨在提供一种同时满足EURIDIS和 TIC通信信号要求的硬件电路的调制解调方法。
解决上述问题采用的技术方案如下用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路， 包括接收电路和发送电路，其特征在于所述的接收电路包括
信号耦合电路，接收EURIDIS载波信号，经电容C6隔离直流和耦合变压器Tl后输 出隔直后载波信号；
信号放大电路，将信号耦合电路输出的隔直载波信号放大到幅值饱和后输出；
50kHz带通滤波电路，滤除信号放大电路输出的饱和载波信号中除50kHz以外的 所有频率的干扰信号；
全波整流电路，将50kHz带通滤波电路输出的滤除干扰后的载波信号进行全波整 流，输出直流载波信号；
三阶低通滤波电路，对全波整流电路输出的直流载波信号进行低通滤波，变成近 似的方波信号；
滞环比较及输出电路，对三阶低通滤波电路输出的近似方波信号进行滞环比较， 输出较好的方波信号；
所述的发送电路包括
带通滤波器，将50kHz的方波信号生成用于载波发送的50kHz正弦信号；
信号发送电路，使用模拟开关对带通滤波器输出的50kHz正弦信号进行切换，实 现载波信号的0，1传输；
带发送使能端的信号放大发送电路，将信号发送电路的输出的载波信号经放大电 路和信号耦合电路发送到EURIDIS连接线上。
本发明的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，使用该电路产生或接收的 载波通信信号满足IEC62056-31标准中对于调制信号和解调信号参数的所有要求。其中 EURIDIS通信为半双工电路，可发可收；TIC为单向，只可发，不可收。同时，本发明电路结构 简单，安全可靠，符合电能表各电磁兼容实验要求。
根据本发明，所述的信号耦合电路包括电容C6、电容C8、电容C21、二极管DIM、二 极管D155、电阻R14、电阻似8和耦合变压器Tl，所述电容C8 —端接EURIDIS输入1端，电 容C8的另一端接电阻R28的一端和耦合变压器Tl原边绕组的一端，电阻R28的另一端接 EURIDIS输入2端和耦合变压器Tl原边绕组的另一端，耦合变压器Tl副边绕组的一端接电 容C21的一端和电阻R14的一端，耦合变压器Tl副边绕组的另一端接电容C21的另一端和 信号地，电阻R14的另一端接电容C6的一端，电容C6的另一端接二极管DlM的阳极和二 极管D155的阴极，同时也是信号输出端，二极管DlM的阴极接电源正端，二极管D155的阳 极接地。
根据本发明，所述的信号放大电路包括电容Cl、电容C101、电阻R1、电阻R2和一个 运算放大器，所述电容Cl的一端为输入端，另一端接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端接电 容ClOl的一端、电阻R2的一端和运算放大器的输入负端，电容ClOl的另一端接电阻R2的 另一端和运算放大器的输出端，运算放大器的输入正端接信号地。
根据本发明，所述的50kHz带通滤波电路包括电阻R156、电阻R151、电阻R157、电 容C150、电容C151和一个运算放大器，所述电阻R156 —端为输入端，另一端接电阻R157的 一端、电容C150的一端和电容C151的一端，电容C150的另一端接电阻R151的一端和运算 放大器的输入负端，电阻R151的另一端接电容C151的另一端和运算放大器的输出端，同时 也是信号输出端，电阻R157的另一端和运算放大器的输入正端接信号地。
根据本发明，所述的全波整流电路包括电阻R152、电阻R150、电阻R158、二极管 D150、二极管D151、第一运算放大器、电阻R170、电阻R160、电阻R161、二极管D152、二极管 D153、第二运算放大器、电阻RlM和第三运算放大器，所述电阻R152的一端为输入端，另一端接电阻R150的一端、二极管D150的阴极和第一运算放大器的输入负端，电阻R150的 另一端接二极管D151的阳极和电阻R158的一端，二极管D150的阳极接二极管D151的阴 极和第一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输入正端接信号地；电阻R170端为输入 端，另一端接电阻R160的一端、二极管D152阴极和第二运算放大器的输入负端，电阻R160 的另一端接二极管D153阳极和电阻R161的一端，二极管D152的阳极接二极管D153的阴 极和第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的输入正端接信号地；电阻R158的另一端 接电阻R161的另一端、电阻RlM的一端和第三运算放大器的输入负端，电阻RlM的另一 端接第三运算放大器的输出端，第三运算放大器的输入正端接信号地。
根据本发明，所述的三阶低通滤波电路包括电阻R3、电阻R165、电容C2、电容 C154,电阻R166、电容C156、电容C153和一个运算放大器，所述电阻R3的一端为输入端，另 一端接电阻R165的一端和电容C2的一端，电阻R165的另一端接电阻R166的一端和电容 C154的一端，电容ClM的另一端接运算放大器的输入负端和输出端，电阻R166的另一端接 电容C156的一端和运算放大器的输入正端，电容C2和电容C156的另一端接信号地，电容 C153两端分别接电源正端和地。
根据本发明，所述的滞环比较及输出电路包括电阻R163、电阻R162、电阻R171、一 个运算放大器、电阻R5地、电阻R29、二极管D1、二极管D2、二极管D3和一个三极管，所述电 阻R163的一端为输入端，另一端接运算放大器的输入正端，电阻R162的一端接电源正端， 另一端接电阻R171的一端和运算放大器的输入负端，运算放大器的输出端接电阻R4的一 端和电阻R5的一端，电阻R5的另一端接二极管Dl的阳极，二极管Dl的阴极接二极管D2 的阳极，二极管D2的阴极接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极接电阻R29的一端和三极 管的基极，三极管的集电极接EURIDIS R)(D信号，电阻171的另一端、电阻R4的另一端、电 阻R29的另一端和三极管的发射极接地。
根据本发明，所述的带通滤波器包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C22、电容 C23、电容CM和一个运算放大器，所述的电阻R17的一端接50kHz的方波信号，另一端接电 阻R18的一端、电容C22的一端和电容C23的一端，电容C22的另一端接电阻R16的一端和 运算放大器的输入负端，电阻R161的另一端接电容C23的另一端和运算放大器的输出端， 运算放大器的输入正端接信号地。所述50kHz输入的方波信号为外部信号，或者由本发明 通信电路内部通过555定时器产生。
根据本发明，所述的信号发送电路根据不同的控制信号可以直接采用模拟开关电 路，也可以先对电平进行翻转后再接模拟开关电路。当采用后者结构时，该信号发送电路包 括两个结构相同的电平翻转电路和一个模拟开关电路，其中两个电平翻转电路分别用于连 接EURIDIS T)(D和TIC T)(D。一个典型的实施方式，所述的用于连接EURIDIS T)(D的电平 翻转电路包括电阻R19、电阻R20、电阻R21和一个三极管，所述电阻R19的一端接EURIDIS T)(D信号，另一端接电阻R21和三极管的基极，电阻R20的一端接电源正端，另一端接三极管 的集电极和模拟开关电路的输入端，电阻R21的另一端和三极管的发射极接地。
根据本发明，所述的带发送使能端的信号放大发送电路包括电阻R10、电阻R11、 电容C28电容C6、电阻R14和信号耦合电路，所述的电阻RlO的一端为输入端，另一端接电 阻Rll的一端、电容C28的一端和运算放大器的输入负端，电阻Rll的另一端接电容以8的 另一端、运算放大器的输出端和信号耦合电路的输入，运算放大器的输入正端接信号地。所述的信号耦合电路与所述的接收电路中的信号耦合电路共用同一电路。
作为本发明的进一步改进，本发明的通信电路采用插针式接口与电表互联，接插简单，安全可靠。
本发明还要提供一种用于自动抄表系统的双绞线载波通信方法，包括接收解调流 程和发送调制流程，其特征在于所述的接收解调流程按以下步骤进行
接收EURIDIS总线上的交流载波信号，耦合变压器输出隔直后载波信号；
将所述的隔直载波信号放大到幅值饱和后输出；
滤除所述的饱和载波信号中除50kHz以外的所有频率的干扰信号；
将50kHz所述的滤除干扰后的载波信号进行全波整流，输出直流载波信号；
对所述的直流载波信号进行低通滤波，变成近似的方波信号；
对所述的近似方波信号进行滞环比较，输出较好的方波信号；
所述的发送调制流程按以下步骤进行
将50kHz的方波信号生成用于载波发送的50kHz正弦信号；
使用模拟开关对所述的50kHz正弦信号进行切换，输出调制后的直流载波信号；
将所述调制后的直流载波信号通过带使能功能的运算放大电路转换为交流载波 信号；
将所述的交流载波信号经耦合耦合变压器输出到EURIDIS总线。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1是载波包络的参数特性图。
图2是本发明接收电路的信号耦合电路图。
图3是本发明接收电路的信号放大电路图。
图4是本发明接收电路的50kHz带通滤波电路。
图5是本发明接收电路的全波整流电路图。
图6是本发明接收电路的三阶低通滤波电路图。
图7是本发明接收电路的滞环比较及输出电路图。
图8是本发明发送电路的带通滤波器电路图。
图9是本发明发送电路的信号发送电路图。
图10是本发明发送电路的带发送使能端的信号放大发送电路图。
图11是本发明接收电路对载波信号的解调流程图。
图12是本发明发送电路对数字通信信号的调制流程图。
具体实施方式
本发明的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，包括接收电路和发送电路。 其中EURIDIS通信为半双工电路，可发可收；TIC通信为单向，只可发，不可收。TIC电路与 EURIDIS发送电路相同。
1. EURIDIS 接收电路
(1)信号耦合电路；
参照图2，所述的信号耦合电路包括电容C6、电容C8、电容C21、二极管D154、二极 管D155、电阻R14、电阻似8和耦合变压器Tl，所述电容C8 —端接EURIDIS输入1端，电 容C8的另一端接电阻R28的一端和耦合变压器Tl原边绕组的一端，电阻R28的另一端接 EURIDIS输入2端和耦合变压器Tl原边绕组的另一端，耦合变压器Tl副边绕组的一端接电 容C21的一端和电阻R14的一端，耦合变压器Tl副边绕组的另一端接电容C21的另一端和 信号地，电阻R14的另一端接电容C6的一端，电容C6的另一端接二极管DlM的阳极和二 极管D155的阴极，同时也是信号输出端，二极管DlM的阴极接电源正端，二极管D155的阳 极接地。
EURIDIS载波信号通过耦合变压器进入接收电路，电容C6隔离直流，二极管D1M， D155起电压保护作用，电容C21与耦合线圈电感在50kHz点并联谐振，信号通过时不会产生 相移。C8为安规电容，保护模块EURIDIS连线无意中与220V交流电连接。为满足标准中 对有源站点50kHz下的输入阻抗要求(电阻> 20k，容性时容抗大于100k(30pF))，同时满 足经耦合变压器输出的信号幅值，经耦合变压器两端参数折算并测试，选择电容33nF，电阻 47K。
(2)信号放大电路；
参照图3，所述的信号放大电路采用TI公司生产的TL084芯片，包括电容Cl、电容 ClOl、电阻R1、电阻R2和一个运算放大器，所述电容Cl的一端为输入端，另一端接电阻Rl 的一端，电阻Rl的另一端接电容ClOl的一端、电阻R2的一端和运算放大器的输入负端，电 容ClOl的另一端接电阻R2的另一端和运算放大器的输出端，运算放大器的输入正端接信 号地。
信号放大电路对接收到的交流信号进行放大，放大后的载波信号幅值刚好达到运 放饱和输出值，以便后端的低通滤波产生较好的方波。由于运放供电为单向的+9V供电，而 我们的EURIDIS信号为交流载波信号，所以运放正极接SGND(+4. 5V)。
(3) 50kHz带通滤波电路；
参照图4，所述的50kHz带通滤波电路包括电阻R156、电阻R151、电阻R157、电容 C150、电容C151和一个运算放大器，所述电阻R156 —端为输入端，另一端接电阻R157的一 端、电容C150的一端和电容C151的一端，电容C150的另一端接电阻R151的一端和运算放 大器的输入负端，电阻R151的另一端接电容C151的另一端和运算放大器的输出端，同时也 是信号输出端，电阻R157的另一端和运算放大器的输入正端接信号地。
50kHz带通滤波电路滤除接收信号中除50kHz以外的所有频率的干扰信号。
(4)全波整流电路；
参照图5，所述的全波整流电路包括电阻R152、电阻R150、电阻R158、二极管D150、 二极管D151、第一运算放大器、电阻Rl70、电阻R160、电阻R161、二极管D152、二极管D153、 第二运算放大器、电阻RlM和第三运算放大器，所述电阻R152的一端为输入端，另一端接 电阻R150的一端、二极管D150的阴极和第一运算放大器的输入负端，电阻R150的另一端 接二极管D151的阳极和电阻R158的一端，二极管D150的阳极接二极管D151的阴极和第 一运算放大器的输出端，第一运算放大器的输入正端接信号地；电阻R170端为输入端，另 一端接电阻R160的一端、二极管D152阴极和第二运算放大器的输入负端，电阻R160的另 一端接二极管D153阳极和电阻R161的一端，二极管D152的阳极接二极管D153的阴极和第二运算放大器的输出端，第二运算放大器的输入正端接信号地；电阻R158的另一端接电 阻R161的另一端、电阻RlM的一端和第三运算放大器的输入负端，电阻RlM的另一端接 第三运算放大器的输出端，第三运算放大器的输入正端接信号地。
全波整流电路对接收的EURIDIS载波信号进行全波整流，输出直流信号。
(5)三阶低通滤波电路；
参照图6，所述的三阶低通滤波电路包括电阻R3、电阻R165、电容C2、电容C154、 电阻R166、电容C156、电容C153和一个运算放大器，所述电阻R3的一端为输入端，另一端 接电阻R165的一端和电容C2的一端，电阻R165的另一端接电阻R166的一端和电容ClM 的一端，电容ClM的另一端接运算放大器的输入负端和输出端，电阻R166的另一端接电容 C156的一端和运算放大器的输入正端，电容C2和电容C156的另一端接信号地，电容C153 两端分别接电源正端和地。
三阶低通滤波电路对整流后的直流信号进行低通滤波，接收到的50kHz正弦的载 波信号经滤波后变成近似的方波信号。
(6)滞环比较及输出电路；
参照图7，所述的滞环比较及输出电路包括电阻R163、电阻R162、电阻R171、一个 运算放大器、电阻R5地、电阻R29、二极管D1、二极管D2、二极管D3和一个三极管，所述电阻 R163的一端为输入端，另一端接运算放大器的输入正端，电阻R162的一端接电源正端，另 一端接电阻R171的一端和运算放大器的输入负端，运算放大器的输出端接电阻R4的一端 和电阻R5的一端，电阻R5的另一端接二极管Dl的阳极，二极管Dl的阴极接二极管D2的 阳极，二极管D2的阴极接二极管D3的阳极，二极管D3的阴极接电阻R29的一端和三极管 的基极，三极管的集电极接EURIDIS RXD信号，电阻171的另一端、电阻R4的另一端、电阻 R29的另一端和三极管的发射极接地。
滞环比较及输出电路对滤波后的近似方波信号进行滞环比较，输出较好的方波信 号，这里标准比较电平的确定需要保证输出方波高低电平的占空比接近1 1，故R162和 R171要求使用精度为的电阻。因为EURIDIS要求有载波信号输出为“0”，无载波为“1”， 所以使用三级管8050取反一次。二极管Dl，D2，D3将比较器输出方波的低电平降为0V。
2. EURIDIS发送电路(TIC发送电路与EURIDIS发送电路相同)
(1)带通滤波器；
参照图8，所述的带通滤波器包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C22、电容 C23、电容CM和一个运算放大器，所述的电阻R17的一端接50kHz的方波信号，另一端接电 阻R18的一端、电容C22的一端和电容C23的一端，电容C22的另一端接电阻R16的一端和 运算放大器的输入负端，电阻R161的另一端接电容C23的另一端和运算放大器的输出端， 运算放大器的输入正端接信号地。
50kHz的方波信号经带通滤波器后生成用于载波发送的50kHz正弦信号。在本实 施方式中的方波信号需外部提供，亦可修改为模块内部通过555定时器产生方波信号。
(2)信号发送电路；
参照图9，所述的信号发送电路包括两个结构相同的电平翻转电路和一个模拟开 关电路，其中两个电平翻转电路分别用于连接EURIDIS T)(D和TIC T)(D。所述的用于连接 EURIDIS TXD的电平翻转电路包括电阻R19、电阻R20、电阻R21和一个三极管，所述电阻R1910的一端接EURIDIS TXD信号，另一端接电阻R21和三极管的基极，电阻R20的一端接电源正 端，另一端接三极管的集电极和模拟开关电路的输入端，电阻R21的另一端和三极管的发 射极接地。
模拟开关采用飞利浦公司生产的HEF4066芯片，对50kHz信号进行切换。其中开关 控制信号为高电平时，输出即输入(50kHz正弦信号)，开关信号为低电平时，输出0V。使用 三极管对数字发送信号进行电平翻转，然后进行50kHz信号开关输出，最终输出效果为“0” 有载波输出，“1”无载波输出。
(3)带发送使能端的信号放大发送电路。
参照图10，所述的带发送使能端的信号放大电路和信号耦合电路，其中放大电路 采用TI公司生产的TLC083芯片，包括电阻R10、电阻R11、电容C28电容C6和电阻R14，所 述的电阻RlO的一端为输入端，另一端接电阻Rll的一端、电容以8的一端和运算放大器的 输入负端，电阻Rll的另一端接电容以8的另一端、运算放大器的输出端和信号耦合电路的 输入，运算放大器的输入正端接信号地。
模拟开关切换后的载波信号最后经放大电路(运放采用TI公司的TLC083)和耦 合变压器发送到EURIDIS连接线上。由于EURIDIS为半双工通信电路，所以发送信号时，运 放的使能端使能；当接收信号时，运放不使能，输出端为高阻态，不对接收电路产生影响。
由于模拟开关的切换，输出的载波信号边缘会有开关噪音，这里需要调整电容C28 及隔直电容C6将噪音降到最低。
本模块与电能表连接后，可以完成50kHz载波信号的调制与解调工作，通过 EURIDIS总线实现通信及自动抄表等功能。
对于EURIDIS和TIC载波信号的参数要求如下
载波包络的参数特性参照图1。
载波传输信号参数要求参照表1。
表 权利要求
1.用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，包括接收电路和发送电路，其特征在于 所述的接收电路包括信号耦合电路，接收EURIDIS载波信号，经电容C6隔离直流和耦合变压器Tl后输出隔 直后载波信号；信号放大电路，将信号耦合电路输出的隔直载波信号放大到幅值饱和后输出；50kHz带通滤波电路，滤除信号放大电路输出的饱和载波信号中除50kHz以外的所有 频率的干扰信号；全波整流电路，将50kHz带通滤波电路输出的滤除干扰后的载波信号进行全波整流， 输出直流载波信号；三阶低通滤波电路，对全波整流电路输出的直流载波信号进行低通滤波，变成近似的 方波信号；滞环比较及输出电路，对三阶低通滤波电路输出的近似方波信号进行滞环比较，输出 较好的方波信号；所述的发送电路包括带通滤波器，将50kHz的方波信号生成用于载波发送的50kHz正弦信号；信号发送电路，使用模拟开关对带通滤波器输出的50kHz正弦信号进行切换，实现载 波信号的0，1传输；带发送使能端的信号放大发送电路，将信号发送电路的输出的载波信号经放大电路和 信号耦合电路发送到EURIDIS连接线上。
2.如权利要求1所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述的 接收电路中的信号耦合电路和发送电路中的信号耦合电路共用同一电路。
3.如权利要求2所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述的 信号耦合电路包括电容C6、电容C8、电容C21、二极管DIM、二极管D155、电阻R14、电阻R28 和耦合变压器Tl，所述电容C8 —端接EURIDIS输入1端，电容C8的另一端接电阻R28的 一端和耦合变压器Tl原边绕组的一端，电阻似8的另一端接EURIDIS输入2端和耦合变压 器Tl原边绕组的另一端，耦合变压器Tl副边绕组的一端接电容C21的一端和电阻R14的 一端，耦合变压器Tl副边绕组的另一端接电容C21的另一端和信号地，电阻R14的另一端 接电容C6的一端，电容C6的另一端接二极管DlM的阳极和二极管D155的阴极，同时也是 信号输出端，二极管DlM的阴极接电源正端，二极管D155的阳极接地。
4.如权利要求2所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述的 信号放大电路包括电容Cl、电容ClOl、电阻R1、电阻R2和一个运算放大器，所述电容Cl的 一端为输入端，另一端接电阻Rl的一端，电阻Rl的另一端接电容ClOl的一端、电阻R2的 一端和运算放大器的输入负端，电容ClOl的另一端接电阻R2的另一端和运算放大器的输 出端，运算放大器的输入正端接信号地。
5.如权利要求2所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述的 50kHz带通滤波电路包括电阻R156、电阻R151、电阻R157、电容C150、电容C151和一个运算 放大器，所述电阻R156 —端为输入端，另一端接电阻R157的一端、电容C150的一端和电容 C151的一端，电容C150的另一端接电阻R151的一端和运算放大器的输入负端，电阻R151 的另一端接电容C151的另一端和运算放大器的输出端，同时也是信号输出端，电阻R157的另一端和运算放大器的输入正端接信号地。
6.如权利要求2所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述 的全波整流电路包括电阻R152、电阻R150、电阻R158、二极管D150、二极管D151、第一运算 放大器、电阻R170、电阻R160、电阻R161、二极管D152、二极管D153、第二运算放大器、电阻 R154和第三运算放大器，所述电阻R152的一端为输入端，另一端接电阻R150的一端、二极 管D150的阴极和第一运算放大器的输入负端，电阻R150的另一端接二极管D151的阳极和 电阻R158的一端，二极管D150的阳极接二极管D151的阴极和第一运算放大器的输出端， 第一运算放大器的输入正端接信号地；电阻R170端为输入端，另一端接电阻R160的一端、 二极管D152阴极和第二运算放大器的输入负端，电阻R160的另一端接二极管D153阳极 和电阻R161的一端，二极管D152的阳极接二极管D153的阴极和第二运算放大器的输出 端，第二运算放大器的输入正端接信号地；电阻R158的另一端接电阻R161的另一端、电阻 R154的一端和第三运算放大器的输入负端，电阻RlM的另一端接第三运算放大器的输出 端，第三运算放大器的输入正端接信号地。
7.如权利要求2所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述的 三阶低通滤波电路包括电阻R3、电阻R165、电容C2、电容C154、电阻R166、电容C156、电容 C153和一个运算放大器，所述电阻R3的一端为输入端，另一端接电阻R165的一端和电容 C2的一端，电阻R165的另一端接电阻R166的一端和电容ClM的一端，电容ClM的另一端 接运算放大器的输入负端和输出端，电阻R166的另一端接电容C156的一端和运算放大器 的输入正端，电容C2和电容C156的另一端接信号地，电容C153两端分别接电源正端和地。
8.如权利要求2所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述的 滞环比较及输出电路包括电阻R163、电阻R162、电阻R171、一个运算放大器、电阻R5地、电 阻R29、二极管D1、二极管D2、二极管D3和一个三极管，所述电阻R163的一端为输入端，另 一端接运算放大器的输入正端，电阻R162的一端接电源正端，另一端接电阻R171的一端和 运算放大器的输入负端，运算放大器的输出端接电阻R4的一端和电阻R5的一端，电阻R5 的另一端接二极管Dl的阳极，二极管Dl的阴极接二极管D2的阳极，二极管D2的阴极接二 极管D3的阳极，二极管D3的阴极接电阻R29的一端和三极管的基极，三极管的集电极接 EURIDIS RXD信号，电阻171的另一端、电阻R4的另一端、电阻R29的另一端和三极管的发 射极接地。
9.如权利要求2所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述的 带通滤波器包括电阻R16、电阻R17、电阻R18、电容C22、电容C23、电容CM和一个运算放大 器，所述的电阻R17的一端接50kHz的方波信号，另一端接电阻R18的一端、电容C22的一 端和电容C23的一端，电容C22的另一端接电阻R16的一端和运算放大器的输入负端，电阻 R161的另一端接电容C23的另一端和运算放大器的输出端，运算放大器的输入正端接信号 地。
10.如权利要求9所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述 50kHz输入的方波信号为外部信号，或者由本发明通信电路内部通过555定时器产生。
11.如权利要求2所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述 的信号发送电路包括两个结构相同的电平翻转电路和一个模拟开关电路，其中两个电平翻 转电路分别用于连接EURIDIS T)(D和TIC T)(D。
12.如权利要求11所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述 的用于连接EURIDIS TXD的电平翻转电路包括电阻R19、电阻R20、电阻R21和一个三极管， 所述电阻R19的一端接EURIDIS TXD信号，另一端接电阻R21和三极管的基极，电阻R20的 一端接电源正端，另一端接三极管的集电极和模拟开关电路的输入端，电阻R21的另一端 和三极管的发射极接地。
13.如权利要求2所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特征在于所述 的带发送使能端的信号放大发送电路包括电阻R10、电阻Rl 1、电容C28电容C6、电阻R14和 信号耦合电路，所述的电阻RlO的一端为输入端，另一端接电阻Rll的一端、电容C28的一 端和运算放大器的输入负端，电阻Rll的另一端接电容以8的另一端、运算放大器的输出端 和信号耦合电路的输入，运算放大器的输入正端接信号地。
14.如权利要求1-13任何一项所述的用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，其特 征在于本发明的通信电路采用插针式接口与电表互联。
15.用于自动抄表系统的双绞线载波通信方法，包括接收解调流程和发送调制流程，其 特征在于所述的接收解调流程按以下步骤进行接收EURIDIS总线上的交流载波信号，耦合变压器输出隔直后载波信号； 将所述的隔直载波信号放大到幅值饱和后输出； 滤除所述的饱和载波信号中除50kHz以外的所有频率的干扰信号； 将50kHz所述的滤除干扰后的载波信号进行全波整流，输出直流载波信号； 对所述的直流载波信号进行低通滤波，变成近似的方波信号；对所述的近似方波信号 进行滞环比较，输出较好的方波信号；所述的发送调制流程按以下步骤进行 将50kHz的方波信号生成用于载波发送的50kHz正弦信号； 使用模拟开关对所述的50kHz正弦信号进行切换，输出调制后的直流载波信号； 将所述调制后的直流载波信号通过带使能功能的运算放大电路转换为交流载波信号；将所述的交流载波信号经耦合耦合变压器输出到EURIDIS总线。
全文摘要
本发明提供了一种用于自动抄表系统的双绞线载波通信电路，包括接收电路和发送电路，所述的接收电路包括信号耦合电路、信号放大电路、50kHz带通滤波电路、全波整流电路、三阶低通滤波电路和滞环比较及输出电路；所述的发送电路包括带通滤波器、信号发送电路和带发送使能端的信号放大发送电路。使用本发明电路产生或接收的载波通信信号满足IEC62056-31标准中对于调制信号和解调信号参数的所有要求。同时，本发明电路结构简单，安全可靠，符合电能表各电磁兼容实验要求。
文档编号G08C19/00GK102034345SQ20101057162
公开日2011年4月27日 申请日期2010年12月1日 优先权日2010年12月1日
发明者张鹏 申请人:浙江正泰仪器仪表有限责任公司