[发明专利]一种电力线载波通信接收信号的调理电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力线载波通信接收信号的调理电路，属于电力线载波通信技术领域。

背景技术

因为电力线载波通信具有无需另外架设通信线路、自动适应用户分布、且成本低廉、组网容易的特点，所以电力线载波通信是目前低压自动抄表通信的首选方案，也是当前配网通信的主要方式。为了实现优质的电力线载波通信效果，电力线载波通信接收信号的调理电路的设计是电力线载波通信技术研究的重要问题之一。特别是当前基于OFDM等数字调制解调技术的电力线载波通信单元的研发，更需要高灵敏、低噪声的接收信号调理电路。已有设计，比如：中国发明专利《低压电力线载波通信电路》（申请号：CN201210584521.7）中，接收信号经过信号耦合电路和接收滤波电路，输入至载波控制芯片。已有设计已经不能满足数字调制解调技术的需要。这是因为，基于数字调制解调方法的载波通信技术需要通过模数转换，最终获得接收信号的数字采样数据流，才能进一步进行通信信息的解调处理。由此，接收信号调理电路必须解决数字采样所引起的频域混叠问题，并且需要降低采样量化噪声，才能保证数字解码处理的正确执行。

发明内容

本发明的目的是提出一种电力线载波通信接收信号的调理电路，针对基于数字调制解调方法的载波通信技术的应用要求，降低频域混叠和量化噪声影响，提高输入数字解调器的接收信号采样数据流的信噪比。

本发明提出的一种电力线载波通信接收信号的调理电路，其特征在于该系统含有：

隔离耦合电路，该电路的输入连接电力线，输出得到滤除电力线上工频交流成分的载波接收信号S1；

模拟带通滤波电路，该电路的输入连接载波接收信号S1，输出得到带通范围内的净化信号S2；

可调增益放大电路，该电路的输入连接净化信号S2，该电路依据增益放大调控电路所输出的控制信号C1对S2信号进行增益调节，输出得到增益信号S3；

信号幅值提取电路，该电路的输入连接增益信号S3，输出得到增益信号S3的幅值包络信号S4；

增益放大调控电路，该电路的输入连接幅值包络信号S4，通过增益控制反馈处理，输出得到可调增益放大电路的控制信号C1；

模数转换电路，该电路的输入连接增益信号S3，输出得到电力线载波通信接收信号的采样数据流D1；

可配置数字滤波电路，该电路的输入连接采样数据流D1，输出得到用以输入到数字解调器的信号数据流D2。

所述的模拟带通滤波电路在大于模数转换电路采样频率1/2的高频带、和存在工频干扰的低频带内具有高的阻带衰减。

所述的可调增益放大电路采用基于斩波调制的可调增益放大电路。

所述的可配置数字滤波电路通过设置滤波系数实现数字解调器所需的滤波特性。

本发明的有益效果是：所设计的可调增益放大电路、信号幅值提取电路、增益放大调控电路、模数转换电路和可配置数字滤波电路，可以集成到集成电路芯片中。由于片内可配置数字滤波电路的存在，可以大大降低对片外的模拟带通滤波电路的性能要求。依据模拟带通滤波电路在大于模数转换电路采样频率1/2的高频带、和存在工频干扰的低频带内具有高的阻带衰减的设计要求，由于电力线窄带载波信号的频率范围限定在3kHz至500kHz的频带内，而模数转换采样率可以取2MSPS，于是只要在高于1MHz和低压3kHz的频带内，模拟带通滤波电路具有较高衰减，既可解决频域混叠问题，又能够满足初步滤除低频和高频噪声的滤波要求，这大大简化了对滤波电路设计和元件参数选择的要求。本发明采用的基于斩波调制的可调增益放大电路，也适合实现3kHz至500kHz频带内的信号增益放大控制。依据斩波调制技术原理，该增益放大电路能够实现小信号的大比例放大，并能够抑制运放噪声。同时，斩波调制增益放大电路具有良好的共模抑制比，无需采用精密的电阻匹配。所以，基于斩波调制的可调增益放大电路可以大大提高载波通信信号的接收灵敏度。可配置数字滤波电路，可以实现较高阶次的带通滤波特性，从而保证载波通信所用带宽内的信号的提取，而充分滤除带外噪声影响，提高输入数字解调器的接收信号采样数据流的信噪比。

附图说明

图1是已有的一种电力线载波通信电路的结构框图。

图2是本发明提出的一种电力线载波通信接收信号的调理电路结构框图。

具体实施方式

本发明实施例的结构框图如图2所示。电力线载波信号采用正交频分复用（OFDM）调制方式，载波信号所用频带范围为220 kHz至280kHz。