復(fù)合耦合技術(shù)在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
對(duì)50 Hz /220 V 強(qiáng)電的相對(duì)抑制力( dB)=
表1 不同電力線阻抗及不同中心頻率下的輸出幅度(Uop /V) 輸入信號(hào)幅度= 1 V。
表2 不同電力線阻抗的上、下限截止頻率及通頻帶。
從表1 和表2 的分析結(jié)果可見:電力線阻抗越大,接口電路的通頻帶就越寬,對(duì)信號(hào)的耦合性能也就越好,但選擇性差;反之,電力線阻抗越小,接口電路的通頻帶越窄,對(duì)信號(hào)的耦合性能就越差,但選擇性好。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析知,低壓電力線的統(tǒng)計(jì)阻抗一般在5 ~ 1 5 Ω之間[2]。因此,ST 7538電力線載波芯片所使用的60 ~ 132. 5 kHz 的載波信號(hào)均在通頻帶( 衰減小于3 dB) 范圍內(nèi)。也就是說,以82. 05 kHz 作為低壓電力線通信接口電路的中心頻率是合理的。用電力線載波芯片ST7538 其他載波頻率來收、發(fā)信號(hào),也可用此接口電路。此接口電路有如下特性:① 滿足載波發(fā)射高阻抗的要求,提高了載波的加載效率;② 在滿足信號(hào)的耦合性能的同時(shí),還兼顧對(duì)頻率選擇性的要求,從而提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。
在電路的具體安裝和調(diào)試過程中,通過調(diào)節(jié)電感磁來調(diào)節(jié)電感量,使通頻帶達(dá)到最佳。在基于電力線載波芯片ST 7538 低壓電力線載波通信實(shí)驗(yàn)中,選用82. 05 kHz 作為低壓電力線通信的中心頻率,設(shè)負(fù)載阻抗為5 ~ 15 Ω。試驗(yàn)結(jié)果表明,能準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)點(diǎn)控、群控?zé)艚M( 實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信);能實(shí)現(xiàn)語音信號(hào)( 信號(hào)中心頻率1 kHz ,頻率范圍0. 02 ~ 10 kHz) 的傳輸( 實(shí)現(xiàn)模擬通信);能實(shí)現(xiàn)對(duì)正弦波形信號(hào)( 頻率范圍0. 01 ~100 kHz)的傳輸(實(shí)現(xiàn)模擬通信)。
4 結(jié)語
基于“電磁耦合”與“阻容耦合”相結(jié)合的“復(fù)合耦合技術(shù)”,建立了低壓電力線載波通信的接口電路”的數(shù)學(xué)模型,由此設(shè)計(jì)了基于ST 7538 的低壓電力線載波通信的接口電路。仿真試驗(yàn)結(jié)果表明:該接口電路既有較高的載波信號(hào)加載效率,較好的幅頻特性,又能完全地隔離電力網(wǎng)50 Hz的工頻信號(hào),且接口電路的通用性強(qiáng),故可廣泛應(yīng)用于低壓電力線通信系統(tǒng)。
評(píng)論