专利名称：用于电力线高速数据通信系统的信道优化装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电子电工装置，具体涉及一种用于电力线高速数据通信系统的信道优化装置。
背景技术：
利用电力线进行语音和数据的传输已有几十年的历史，但都是在中低频范围内的低速语音和数据通信。随着信息技术的发展和信息时代的到来，人们对高速数据业务的需求也在不断的增长。在众多可供选择的数据接入方式中，利用已有的配电电力线路作为载体传输高速数据，无疑具有明显的优势。
近些年来，国内外在电力线高速数据通信技术及应用方面的研究取得了长足进展，并已有几种电力线高速数据通信系统及其终端产品在国内外试运行。
然而，配电网电力线是为传输工频电流设计的，在电力线路上传输高频载波信号会遇到许多问题，这其中电力线路的噪声和干扰是影响电力线高速数据通信性能的一个主要问题。电力线路的噪声和干扰产生的主要根源在于各种用电电器，尤其是一些不规范的劣质产品，这个问题在我国尤其突出。因此，如何减小电力线路的噪声和干扰，提高线路高频阻抗，优化高频信道，对提高电力线高速数据通信系统的性能是十分重要的。
为了解决电力线高速数据通信系统抗噪声及干扰能力，国内外研究主要采用先进的通信技术，如调制解调技术、编码纠错技术及组网技术等，但这些方法致使设备成本增加，系统网络复杂，不利于实际应用。
实用新型内容本实用新型要解决的技术问题是提供一种用于电力线高速数据通信系统的信道优化装置，其能改善电力线高速数据通信系统的抗噪声及抗干扰能力。
根据本实用新型，提供一种用于电力线高速数据通信系统的信道优化装置，其串接在用户电器设备和电力线电源之间，并包括对相线和地线同时进行滤波的装置。
优选地，所述信道优化装置包括低通网络部分和滤波电路部分，其中所述低通网络部分与电力线电源连接，用于抑制高频串模噪声，所述滤波电路部分与用户电器设备连接，用于抑制共模干扰噪声。
该信道优化装置安装在用电电器设备和电力线电源之间，通过将某些电器设备对电力线呈现的低阻和低容特性进行转化，使其和电力线的高频特性阻抗基本匹配，从而能降低反射损耗和电容吸收损耗，提高数据传输距离和传输可靠性。并且本实用新型的信道优化装置通过将电器设备产生的高频干扰阻断在电器设备一侧，使其不对电网造成高频污染，这也同样达到了提高信噪比，降低误码率，实现了可靠、稳定的高速数据通信。
本实用新型的用于电力线高速数据通信系统的信道优化装置不仅具有优良的噪声抑制能力，还有对电力线高频载波信道的优化功能，表现在以下几点1.宽频带范围的噪声抑制能力。该实用新型装置能在150KHz到38MHz的宽频带范围内有效抑制干扰噪声，与广泛应用的高压电力线单频或双频窄带阻波器相比，该实用新型装置的频带要宽得多，而且，该实用新型装置的抑制性能要高的多，如在f≥2MHz频段，噪声抑制≥40dB。
2.宽频带范围内良好的阻抗整定。该实用新型装置设计为低阻抗输入，高阻抗输出。这样，用电电器设备负载的变化由于该实用新型装置的阻抗整定作用，对电力线路高频阻抗的影响大大减小。同样这样的阻抗整定功能是在很宽的频带范围内实现，较之窄带阻波器及其它电网载波阻抗整定器频率范围要宽的多。
3.电力线高速数据通信系统信道优化装置不仅阻止用电设备产生的干扰噪声进入电网，而且在宽频带范围内对电力网线路的高频阻抗有整定功能，优化了电力线高频载波信道的性能。
以下结合附图和实用例对本实用新型进行详细说明。
附
图1是本实用新型的信道优化装置的等效图；附图2是本实用新型的信道优化装置的电路原理图；以及附图3是本实用新型的信道优化装置的使用安装示意图。
具体实施方式
现在，参考附图来具体描述本实用新型的用于电力线高速数据通信系统的信道优化装置，在附图中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的部件。
参见附图1，本实用新型的信道优化装置可等效为一个六端口网络，使用时串接在用户电器设备和电力线电源之间。如图1所示，该信道优化装置的端子1和2分别与电力线电源的相线和地线连接，端子1′和2′分别与用户电器设备的相线和地线连接，而信道优化装置另外的两个端子(G)接地。
一方面，由于对用电设备产生的噪声而言，地线也呈现高的高频阻抗，因此本实用新型的信道优化装置的构成电路对相线和地线两根输入导线同时进行滤波，并使其不但能抑制串模噪声，而且能抑制共模噪声。
另一方面，本实用新型的信道优化装置是一种低通电路，它对50Hz工频信号几乎没有影响，而对高频干扰噪声信号有很大的衰减，以阻止噪声进入电力线信道；同时其对高频载波信号呈现较高阻抗，减少了用电设备对高频载波信号的反射损耗和电容吸收损耗，从而优化了电力线高速数据通信信道。
如图2所示，本实用新型信道优化装置的电路由电感线圈和电容组成。信道优化装置的端子1和2分别与电力线电路(即，电力线电源)的相线和地线连接，端子1与电感线圈L1的一端连接，而端子2与电感线圈L2的一端连接，而电容C1连接在电感线圈L1和L2的另一端之间，相应地，串接在电力线路上的电感线圈L1、L2及电容C1构成了低通网络部分3，有效地抑制了高频串模噪声，同时，由高频信号感抗XL＝ωL可知，串接在电力线路上的电感线圈L1、L2的存在，能有效的提高高频载波信号的阻抗，起到了高频信号阻抗的整定作用。电容C1优选在0.01-0.1μF(耐压值275V)的范围中。考虑到体积和过载电流，不同于一般的电源滤波器，L1和L2的电感值优选在10-20μH的范围中。
信道优化装置的端子1′分别与电感线圈L3和电容C3的一端连接，端子2′分别与电感线圈L4和电容C2的一端连接，电容C3和C2的另一端接地，而具有磁芯的共模电感线圈L3和L4的另一端分别与电容C1的两端连接。相应地，共模电感线圈L3、L4及电容C2、C3组成的滤波电路部分4能有效的抑制共模干扰噪声。电感线圈L3、L4优选为约1mH，而电容C2、C3优选为不小于1000pF但不大于4700pF(耐压值275V)。
此外，在本实用新型的信道优化装置中，也可以去除电感线圈L3和L4，直接将电容C1跨接在用户电器设备的相线和地线之间，但优选本实用新型的信道优化装置带有电感线圈L3和L4，最好该电感线圈L3和L4是具有磁芯的共模电感线圈。
附图3是本实用新型的信道优化装置使用安装示意图。使用时，将本实用新型的用于电力线高速数据通信系统的信道优化装置10串接在用户电器设备12(图中为用户电器电源插座)和电力线电源13(图中为墙面电源插座)之间，以有效的减小用户负载对电力线高频载波通道的影响。
尽管已对本实用新型进行了描述，但上述描述只是为了说明的目的，本实用新型不限于上述结合附图的具体描述，本领域普通技术人员可以对其进行不脱离本实用新型精神的各种改变，而本实用新型的保护范围由后附的权利要求书来限定。
权利要求1.一种用于电力线高速数据通信系统的信道优化装置，所述信道优化装置串接在用户电器设备和电力线电源之间，其特征在于该信道优化装置包括对相线和地线同时进行滤波的装置(3、4)。
2.如权利要求1所述的信道优化装置，其特征在于所述信道优化装置包括低通网络部分(3)和滤波电路部分(4)，其中所述低通网络部分与电力线电源连接，用于抑制高频串模噪声，所述滤波电路部分与用户电器设备连接，用于抑制共模干扰噪声。
3.如权利要求2所述的信道优化装置，其特征在于，该低通网络部分由第一和第二电感线圈(L1、L2)以及第一电容(C1)构成，所述电感线圈(L1、L2)的一端分别与电力线电源的相线和地线连接，而第一电容(C1)跨接在所述两个电感线圈(L1、L2)的另一端之间并跨接在用户电器设备的相线和地线之间；以及所述滤波电路部分由第二和第三电容(C2、C3)构成，第二和第三电容的一端分别与用户电器设备的相线和地线连接，其另一端接地。
4.如权利要求3所述的信道优化装置，其特征在于所述信道优化装置还包括分别连接在第一电容(C1)的一端和用户电器设备的相线以及连接在第一电容(C1)的另一端和用户电器设备的地线之间第三和第四电感线圈(L3、L4)。
5.如权利要求4所述的信道优化装置，其特征在于第三和第四电感线圈(L3、L4)是具有磁芯的共模电感线圈。
6.如权利要求3-5中任一项所述的信道优化装置，其特征在于第一电容为0.01-0.1μF。
7.如权利要求6所述的信道优化装置，其特征在于第二和第三电容的值不小于1000pF但不大于4700pF。
专利摘要本实用新型涉及一种用于电力线高速数据通信系统的信道优化装置，串接在用户电器设备和电力线电源之间，并包括对相线和地线同时进行滤波的装置。所述信道优化装置具体包括低通网络部分(3)和滤波电路部分(4)，其中所述低通网络部分与电力线电源连接，用于抑制高频串模噪声，所述滤波电路部分与用户电器设备连接，用于抑制共模干扰噪声。从而改善了电力线高速数据通信系统的抗噪声及抗干扰能力。
文档编号H04B3/54GK2735667SQ20042000181
公开日2005年10月19日 申请日期2004年1月6日 优先权日2004年1月6日
发明者李祥珍, 王丽平, 赵丙镇, 李建岐, 王方辉 申请人:中国电力科学研究院