专利名称：低压电力线载波调制解调器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种低压电力线载波调制解调器。
在有线电和无线电传输技术中，把不直接发射的低频信号加在高频电波上发射出去，叫作载波传输。我们用低压电力线做为传输载体，把要传输的信号进行数字二进制处理，将数字二进制“0”和“1”转化成某种定义的物理量，再藉合到电力线上去，通过电力线载波方式远传到要接收的设备位置，接收设备再按其定义来解释出相应的“0”和“1”二进制数量，以达到通信目的，这就是电力线载波通信。
通信的任务是进行传递信息处理，因此传输信息的有效性和可靠性是通信系统最主要的质量指标。电力线上已调制的信号在传输过程中会受到干扰，最常见的就是加性干扰，即是指接收设备接收到的已调信号上被线性叠加了一个干扰，电力线加性干扰来源主要分为两类1、脉冲干扰—它对已调信号所造成的影响是突发性的，主要来自于雷击、电闪、各种工业火花、电器开关的通断等。2、起伏干扰—它对已调信号造成连续干扰及影响，它主要来源于有源电器中的电子式载流子运动的起伏变化、电阻的热噪声等影响。
本实用新型的目的是提供一种既达到通讯目的，又能体现良好的抗扰能力的低压电力线载波调制解调器，将其用于电力线通信网络，可对电路进行特殊处理，能使该电路在电网所产生的强干扰状态下，仍然可以进行有效地发射、接收和传递工作。
为实现上述目的，本实用新型采取以下设计方案这种低压电力线载波调制解调器，其由研磨有功能电路的集成块构成，带有16个引脚，所述的功能电路包括一解调器单元，引脚14、15为其滤波器的输入，输出端子引脚16为模拟接收端接解调器单元的输入端子，解调器的输出接接收数据的数字输出端引脚2，引脚1、3为解调器的低通滤波器的输出、输入端子；一调制电路单元，发送数据的数字输入端引脚5接调制电路单元的输入，调制电路的两路输出分别接引脚10、11；一时钟发生器单元；一偏置电路单元引脚7、8为晶体振荡器的输入、输出端，收发工作方式选择端引脚4分别接解调器、调制电路单元的输入端；引脚6、9为外接数字电源端子；引脚12为外接模拟电源端子，
引脚13为模拟地线端子。
解调器单元包括一前置的数字滤波电路，其输出接后置的鉴频解调电路。
调制电路单元包括一前置的编码器，其输出接后置的输出驱动电路。
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。
图1为本实用新型的结构示意图图2为本实用新型内部方框图图3为实施例应用电路图如图1所示，本实用新型低压电力线载波调制解调器的机械构造呈集成模块形式。本实用新型各管脚名称符号可参见图1所示，其中各引脚的功能如下引脚1是解码器的输出，外接电容到地后，构成低通，工作时可将高于传送速率的杂波滤除。当无信号时，该引脚为高电平。
引脚2是接收信号解调之后的数字输出。输出的数字信号传送给外接的MCU(微处理器)，当无信号时，该引脚为高电平。
引脚3通过电容接地，它与内部电路形成低通滤波器，滤掉来自滤波器内部的高频噪声，该引脚直流电平是DVdd的一半。
引脚4用于选择芯片的工作方式，该脚接高为接收方式，接低为发送方式，内置上拉电阻，当其悬空时为高电平。
引脚5是数字信号输入端，来自外接MCU的数据进入该脚经调制后发送出去。
引脚6实施时外接5伏电源。
引脚7是内置振荡器的输入。
引脚8是内置振荡器的输出。
引脚9实施时外接5伏电源地线。
引脚10是发送数据的模拟输出，当芯片工作在接受模式时，该脚为低电平。该脚可提供30毫安的电流。
引脚11是发送信号的模拟输出，当芯片工作在接收方式时，该脚电压等于AVdd，该脚与引脚10反相，能吸收30毫安的电流，它与引脚10配合，很容易实现高阻态输出。
引脚12实施时接10伏电源。
引脚13实施时，外接10伏电源地线。
引脚14是滤波器的输出，其直流电平是DVdd的一半。
引脚15是滤波器的输入，其直流电平是DVdd的一半。
引脚16是接收信号的模拟输入，信号由此进入滤波器。其直流电平是Dvdd的一半。该脚对地交流输入阻抗为100千欧。
如图2所示，本实用新型低压电力线载波调制解调器的功能电路包括一解调器单元，包括一前置的数字滤波电路，其输出接后置的鉴频解调电路，引脚14、15为其滤波器的输入，输出端子引脚16为模拟接收端接解调器单元的输入端子，解调器的输出接接收数据的数字输出端引脚2，引脚1、3为解调器的低通滤波器的输出、输入端子；一调制电路单元，包括一前置的编码器，其输出接后置的输出驱动电路。发送数据的数字输入端引脚5接调制电路单元的输入，调制电路的两路输出分别接引脚10、11；一时钟发生器单元；引脚7、8为晶体振荡器的输入、输出端，收发工作方式选择端引脚4分别接解调器、调制电路单元的输入端；引脚6、9为外接数字电源端子；引脚12为外接模拟电源端子，引脚13为模拟地线端子。
本实用新型为半双工调制解调器，通过引脚4确定收发工作方式。当引脚为低电频时，其工作处于发送状态。当引脚为高电频时，其工作处于接收状态。
其工作原理如下一、信号调制原理发送载波频率由外部晶振分频决定。外部晶振的振荡信号经内部时钟发生器后，产生一时钟信号送入可调分频器，可调分频器根据引脚5送入的数字信号“0”或“1”，产生两个不同频率的f0、f1；即信号为“0”时频率为f0，信号为“1”时频率为f1。
二、信号发送原理当引脚4信号为低电平时，芯片工作于发射方式。当引脚4山高变低后，芯片开始从引脚5采样要发送的数据，该数据送入调制器中，由调制器将数据“0”调制在载频f0上；数据“1”调制在载频f1上。然后经输出驱动电路由引脚10、引脚11输出。
三、信号接收原理当引脚4信号为高电平时，芯片工作于接收方式。接收信号由引脚16进入带宽为f0-f1的滤波器中，其输入信号的最小有效值应大于20毫伏，最大峰峰值为Avdd；滤波器输出的信号进一步分别被中心频率为f0和f1的滤波器滤波，然后由解码器解调出数据“0”或“1”，由引脚2输出。
本实用新型电路将输入的二进制信号稳定地控制住两个独立的载波发生器，令其按照“0”或“1”分别选择的载波进行稳定输出，使已调信号能够无失真地进入解调器，同时又最大限度地抑制噪声。形成与频率变化相应的脉冲序列，然后经低通滤波，最后再抽样判定得到理想调制信号。既达到通讯目的，又体现了良好的抗扰能力。
本实用新型是半双工调制解调器，它可用于电力线通信网络。其使用两个电源。它在使用时，需一外部接口才能与电力线藉合。
图3为本实用新型低压电力线载波调制解调器实施例中的应用电路图。
以本实用新型低压电力线载波调制解调器为核心的电子电路板(简称RTU)，应用范围极其广泛。现以居民用电表端为例(如图3所示)，说明其实现功能及工作原理。
一、实现功能1、RTU响应上端管理系统指令，能够自动进行处理和动作执行，如数据冻结指令、停送电指令等。
2、RTU保存电表累积机表读数。
3、RTU根据上端管理系统设定时间，每日自动上送冻结用电数据。
4、以低压电力载波方式接受上端管理系统对RTU身份的确认。
二、工作原理如图3所示，MCU为微处理器的简称。本实用新型低压电力线载波调制解调器模块的引脚2接MCU串行信号接收端，引脚4接MCU数字信号输出端，引脚5接MCU串行信号发送端。
本实用新型低压电力线载波调制解调器芯片的工作状态由MCU控制，由引脚4检测MCU的输出信号以决定芯片的工作状态。
当本实用新型低压电力线载波调制解调器引脚4输入为高电平时，电力线载波信号通过藉合变压器由芯片引脚16进入芯片内部，经芯片解调后的数字信号由引脚2输出至MCU；当引脚4输入为低电平时，数字信号由MCU输出至引脚5，经芯片解调后，经引脚11、引脚12输出至藉合变压器，再输入到电力线上，成为电力线载波信号。
本套通信装置的有效性传输速率达到300-1200b/s，并可在应用环境中间任意选择。本实用新型低压电力线载波调制解调器将这项抗干扰性较高的处理方式，集成到IC电路中，使其成为了电力线载波传输的模块MODEM。
本实用新型的优点在于在电脑网络化管理中，本实用新型技术的应用，将使有关行业对管理系统所需求的基础数据得到有效、可靠、经济、廉价的保证。因为电线无处不有、无处不在，通过它进行数据传输，即节省了复杂、昂贵的布线工作，又达到了快捷、安全的目的。是窄带通讯中最经济的手段之一。
权利要求1.一种低压电力线载波调制解调器，其由研磨有功能电路的集成块构成，带有16个引脚，其特征在于所述的功能电路包括一解调器单元，引脚14、15为其滤波器的输入，输出端子引脚16为模拟接收端接解调器单元的输入端子，解调器的输出接接收数据的数字输出端引脚2，引脚1、3为解调器的低通滤波器的输出、输入端子；一调制电路单元，发送数据的数字输入端引脚5接调制电路单元的输入，调制电路的两路输出分别接引脚10、11；一时钟发生器单元；一偏置电路单元引脚7、8为晶体振荡器的输入、输出端，收发工作方式选择端引脚4分别接解调器、调制电路单元的输入端；引脚6、9为外接数字电源端子；引脚12为外接模拟电源端子，引脚13为模拟地线端子。
2.根据权利要求1所述的低压电力线载波调制解调器，其特征在于所述的解调器单元包括一前置的数字滤波电路，其输出接后置的鉴频解调电路。
3.根据权利要求1所述的低压电力线载波调制解调器，其特征在于所述的调制电路单元包括一前置的编码器，其输出接后置的输出驱动电路。
专利摘要一种低压电力线载波调制解调器,其由研磨有功能电路的集成块构成,带有16个引脚,功能电路包括:一解调器单元,所述的解调器单元包括一前置的数字滤波电路,其输出接后置的鉴频解调电路;一调制电路单元,包括一前置的编码器,其输出接后置的输出驱动电路;一时钟发生器单元,一偏置电路单元。在电脑网络化管理中,通过其进行数据传输,即节省了复杂、昂贵的布线工作,又达到了快捷、安全的目的,是窄带通讯中最经济的手段之一。
文档编号H04B3/54GK2473818SQ01219810
公开日2002年1月23日 申请日期2001年4月19日 优先权日2001年4月19日
发明者石朋, 顾向明, 詹立付 申请人:北京博得瑞通电气系统有限公司