[发明专利]一种具有有功及无功功率计量等功能的电力载波通信芯片

权利要求书

1.一种具有有功及无功功率计量等功能的电力载波通信芯片，其特征在于，包括：

电压电流取样模块，对接收到的信号分别进行电流取样、电压取样，并对取样信号进行限幅保护；

第一信号放大模块，受控于专用数字信号处理模块，用于所述专用数字信号处理模块确认的第一放大增益对取样后的电流信号、电压信号进行放大，并将放大处理后的电流信号、电压信号发送至模数转换模块；

模数转换模块，与所述专用数字信号处理模块连接，用于根据所述专用数字信号处理模块设置的转换速度与转换精度，将电流信号、电压信号转换为对应的数字信号；

电压电流信号失真恢复模块，根据所述电压电流取样模块中的电流信号、电压的变化趋势、第一信号放大模块中电流信号及电压信号的增益状态，确定电流信号及电压信号的变化趋势，并根据电流信号及电压信号的变化趋势对失真的电流信号和/或电压信号进行拟合得到失真前的电流电压波形数据；

专用数字信号处理模块，分别与所述电压电流取样模块、第一信号放大模块、模数转换模块以及电压电流信号失真恢复模块连接，实时计算电流电压的限幅、放大增益、转换速度与转换精度；

信号合成模块，接收专用数字信号处理模块的待发送信号，将所述待发送信号合成待发送的波形信号；

第二信号放大模块，受控于专用数字信号处理模块，用于根据所述专用数字信号处理模块确认的第二放大增益对所述波形信号进行放大，并将放大处理后的所述波形信号经过输出阻抗匹配网络耦合到电力线，完成信号发送。

2.根据权利要求1所述的一种具有有功及无功功率计量等功能的电力载波通信芯片，其特征在于，还包括：

通用数字信号处理模块，控制所述专用数字信号处理模块，具有4k临时数据存储空间，64k用户代码存储空间，加载控制程序；用于向所述专用数字信号处理模块发送控制指令和/或数据；

所述专用数字信号处理模块，还用于接收通用数字信号处理模块的控制指令和/或数据，实时计算有功功率、无功功率、视在功率等计量数据，根据接收到的控制指令和/或数据进行通信信号的调制和预处理，调制和预处理所述通信信号后，并处理结果发送至所述通用数字信号处理模块。

3.根据权利要求1所述的一种具有有功及无功功率计量等功能的电力载波通信芯片，其特征在于，还包括：

可调阻抗匹配网络，分别连接输入相线、零线与取样电路，受控于所述专用数字信号处理模块，用于在电力线载波通信的信道上匹配电力线的阻抗，以最佳匹配状态接收通信信号；

所述专用数字信号处理模块，还用于输入预设通信范围阻抗，并根据所述预设通信范围阻抗匹配网络至最佳接收匹配状态；

当通信信道不适合通信时，根据信道差别计算是否存在合适通信信道，并将阻抗匹配网络调节到合适信道上，并根据接收信号分析确认是否在合适信道上优化阻抗匹配网络；

当不存在合适通信信道时，循环遍历所有通信信道并从所有通信信道中选择最佳的信道作为通信信道，重新设置阻抗匹配网络。

4.根据权利要求3所述的一种具有有功及无功功率计量等功能的电力载波通信芯片，其特征在于，

所述电压电流信号失真恢复模块，还用于根据所述电压电流取样模块中的电流信号、电压的变化趋势、可调阻抗匹配网络的状态、第一信号放大模块中电流信号及电压信号的增益状态，确定电流信号及电压信号的变化趋势，并根据电流信号及电压信号的变化趋势对失真的电流信号和/或电压信号进行拟合得到失真前的电流电压波形数据。

5.根据权利要求4所述的一种具有有功及无功功率计量等功能的电力载波通信芯片，其特征在于，还包括：

电源模块，用于为整个电力线载波通信芯片供电，且不同模块的供电电压不同。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的一种具有有功及无功功率计量等功能的电力载波通信芯片，其特征在于，还包括：

通讯接口，所述通讯接口为串行通讯接口，用于将通用数字信号处理模块待外传的数据进行传输发送。

7.根据权利要求6所述的一种具有有功及无功功率计量等功能的电力载波通信芯片，其特征在于，还包括：

通用滤波器模块，在所述电压电流取样模块对电压取样后，经高通滤波器滤除模数转换模块所带来的直流分量，保留所需的交流电压/电流信号量；

失调校准模块，用于补偿第一信号放大模块和模数转换模块直流失调造成的信号偏差，得到电压瞬时值/电流瞬时值。