專利名稱：用于電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道優(yōu)化裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電工裝置，具體涉及一種用于電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道優(yōu)化裝置。
背景技術(shù)：
利用電力線進(jìn)行語音和數(shù)據(jù)的傳輸已有幾十年的歷史，但都是在中低頻范圍內(nèi)的低速語音和數(shù)據(jù)通信。隨著信息技術(shù)的發(fā)展和信息時代的到來，人們對高速數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)的需求也在不斷的增長。在眾多可供選擇的數(shù)據(jù)接入方式中，利用已有的配電電力線路作為載體傳輸高速數(shù)據(jù)，無疑具有明顯的優(yōu)勢。
近些年來，國內(nèi)外在電力線高速數(shù)據(jù)通信技術(shù)及應(yīng)用方面的研究取得了長足進(jìn)展，并已有幾種電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)及其終端產(chǎn)品在國內(nèi)外試運(yùn)行。
然而，配電網(wǎng)電力線是為傳輸工頻電流設(shè)計的，在電力線路上傳輸高頻載波信號會遇到許多問題，這其中電力線路的噪聲和干擾是影響電力線高速數(shù)據(jù)通信性能的一個主要問題。電力線路的噪聲和干擾產(chǎn)生的主要根源在于各種用電電器，尤其是一些不規(guī)范的劣質(zhì)產(chǎn)品，這個問題在我國尤其突出。因此，如何減小電力線路的噪聲和干擾，提高線路高頻阻抗，優(yōu)化高頻信道，對提高電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的性能是十分重要的。
為了解決電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)抗噪聲及干擾能力，國內(nèi)外研究主要采用先進(jìn)的通信技術(shù)，如調(diào)制解調(diào)技術(shù)、編碼糾錯技術(shù)及組網(wǎng)技術(shù)等，但這些方法致使設(shè)備成本增加，系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜，不利于實際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種用于電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道優(yōu)化裝置，其能改善電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的抗噪聲及抗干擾能力。
根據(jù)本發(fā)明，提供一種用于電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道優(yōu)化裝置，其串接在用戶電器設(shè)備和電力線電源之間，并包括對相線和地線同時進(jìn)行濾波的裝置。
優(yōu)選地，所述信道優(yōu)化裝置包括低通網(wǎng)絡(luò)部分和濾波電路部分，其中所述低通網(wǎng)絡(luò)部分與電力線電源連接，用于抑制高頻串模噪聲，所述濾波電路部分與用戶電器設(shè)備連接，用于抑制共模干擾噪聲。
該信道優(yōu)化裝置安裝在用電電器設(shè)備和電力線電源之間，通過將某些電器設(shè)備對電力線呈現(xiàn)的低阻和低容特性進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其和電力線的高頻特性阻抗基本匹配，從而能降低反射損耗和電容吸收損耗，提高數(shù)據(jù)傳輸距離和傳輸可靠性。并且本發(fā)明的信道優(yōu)化裝置通過將電器設(shè)備產(chǎn)生的高頻干擾阻斷在電器設(shè)備一側(cè)，使其不對電網(wǎng)造成高頻污染，這也同樣達(dá)到了提高信噪比，降低誤碼率，實現(xiàn)了可靠、穩(wěn)定的高速數(shù)據(jù)通信。
本發(fā)明的用于電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道優(yōu)化裝置不僅具有優(yōu)良的噪聲抑制能力，還有對電力線高頻載波信道的優(yōu)化功能，表現(xiàn)在以下幾點1.寬頻帶范圍的噪聲抑制能力。該發(fā)明裝置能在150KHz到38MHz的寬頻帶范圍內(nèi)有效抑制干擾噪聲，與廣泛應(yīng)用的高壓電力線單頻或雙頻窄帶阻波器相比，該發(fā)明裝置的頻帶要寬得多，而且，該發(fā)明裝置的抑制性能要高的多，如在f≥2MHz頻段，噪聲抑制≥40dB。
2.寬頻帶范圍內(nèi)良好的阻抗整定。該發(fā)明裝置設(shè)計為低阻抗輸入，高阻抗輸出。這樣，用電電器設(shè)備負(fù)載的變化由于該發(fā)明裝置的阻抗整定作用，對電力線路高頻阻抗的影響大大減小。同樣這樣的阻抗整定功能是在很寬的頻帶范圍內(nèi)實現(xiàn)，較之窄帶阻波器及其它電網(wǎng)載波阻抗整定器頻率范圍要寬的多。
3.電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)信道優(yōu)化裝置不僅阻止用電設(shè)備產(chǎn)生的干擾噪聲進(jìn)入電網(wǎng)，而且在寬頻帶范圍內(nèi)對電力網(wǎng)線路的高頻阻抗有整定功能，優(yōu)化了電力線高頻載波信道的性能。


下面結(jié)合附圖和實用例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
附圖1是本發(fā)明的信道優(yōu)化裝置的等效圖；附圖2是本發(fā)明的信道優(yōu)化裝置的電路原理圖；以及附圖3是本發(fā)明的信道優(yōu)化裝置的使用安裝示意圖。
具體實施例方式
現(xiàn)在，參考附圖來具體描述本發(fā)明的用于電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道優(yōu)化裝置，在附圖中，相同或相似的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。
參見附圖1，本發(fā)明的信道優(yōu)化裝置可等效為一個六端口網(wǎng)絡(luò)，使用時串接在用戶電器設(shè)備和電力線電源之間。如圖1所示，該信道優(yōu)化裝置的端子1和2分別與電力線電源的相線和地線連接，端子1′和2′分別與用戶電器設(shè)備的相線和地線連接，而信道優(yōu)化裝置另外的兩個端子(G)接地。
一方面，由于對用電設(shè)備產(chǎn)生的噪聲而言，地線也呈現(xiàn)高的高頻阻抗，因此本發(fā)明的信道優(yōu)化裝置的構(gòu)成電路對相線和地線兩根輸入導(dǎo)線同時進(jìn)行濾波，并使其不但能抑制串模噪聲，而且能抑制共模噪聲。
另一方面，本發(fā)明的信道優(yōu)化裝置是一種低通電路，它對50Hz工頻信號幾乎沒有影響，而對高頻干擾噪聲信號有很大的衰減，以阻止噪聲進(jìn)入電力線信道；同時其對高頻載波信號呈現(xiàn)較高阻抗，減少了用電設(shè)備對高頻載波信號的反射損耗和電容吸收損耗，從而優(yōu)化了電力線高速數(shù)據(jù)通信信道。
如圖2所示，本發(fā)明信道優(yōu)化裝置的電路由電感線圈和電容組成。信道優(yōu)化裝置的端子1和2分別與電力線電路(即，電力線電源)的相線和地線連接，端子1與電感線圈L1的一端連接，而端子2與電感線圈L2的一端連接，而電容C1連接在電感線圈L1和L2的另一端之間，相應(yīng)地，串接在電力線路上的電感線圈L1、L2及電容C1構(gòu)成了低通網(wǎng)絡(luò)部分3，有效地抑制了高頻串模噪聲，同時，由高頻信號感抗XL＝ωL可知，串接在電力線路上的電感線圈L1、L2的存在，能有效的提高高頻載波信號的阻抗，起到了高頻信號阻抗的整定作用。電容C1優(yōu)選在0.01-0.1μF(耐壓值275V)的范圍中?？紤]到體積和過載電流，不同于一般的電源濾波器，L1和L2的電感值優(yōu)選在10-20μH的范圍中。
信道優(yōu)化裝置的端子1′分別與電感線圈L3和電容C3的一端連接，端子2′分別與電感線圈L4和電容C2的一端連接，電容C3和C2的另一端接地，而具有磁芯的共模電感線圈L3和L4的另一端分別與電容C1的兩端連接。相應(yīng)地，共模電感線圈L3、L4及電容C2、C3組成的濾波電路部分4能有效的抑制共模干擾噪聲。電感線圈L3、L4優(yōu)選為約1mH，而電容C2、C3優(yōu)選為不小于1000pF但不大于4700pF(耐壓值275V)。
此外，在本發(fā)明的信道優(yōu)化裝置中，也可以去除電感線圈L3和L4，直接將電容C1跨接在用戶電器設(shè)備的相線和地線之間，但優(yōu)選本發(fā)明的信道優(yōu)化裝置帶有電感線圈L3和L4，最好該電感線圈L3和L4是具有磁芯的共模電感線圈。
附圖3是本發(fā)明的信道優(yōu)化裝置使用安裝示意圖。使用時，將本發(fā)明的用于電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道優(yōu)化裝置10串接在用戶電器設(shè)備12(圖中為用戶電器電源插座)和電力線電源13(圖中為墻面電源插座)之間，以有效的減小用戶負(fù)載對電力線高頻載波通道的影響。
盡管已對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但上述描述只是為了說明的目的，本發(fā)明不限于上述結(jié)合附圖的具體描述，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以對其進(jìn)行不脫離本發(fā)明精神的各種改變，而本發(fā)明的保護(hù)范圍由后附的權(quán)利要求書來限定。
權(quán)利要求
1.一種用于電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道優(yōu)化裝置，所述信道優(yōu)化裝置串接在用戶電器設(shè)備和電力線電源之間，其特征在于該信道優(yōu)化裝置包括對相線和地線同時進(jìn)行濾波的裝置(3、4)。
2.如權(quán)利要求1所述的信道優(yōu)化裝置，其特征在于所述信道優(yōu)化裝置包括低通網(wǎng)絡(luò)部分(3)和濾波電路部分(4)，其中所述低通網(wǎng)絡(luò)部分與電力線電源連接，用于抑制高頻串模噪聲，所述濾波電路部分與用戶電器設(shè)備連接，用于抑制共模干擾噪聲。
3.如權(quán)利要求2所述的信道優(yōu)化裝置，其特征在于，該低通網(wǎng)絡(luò)部分由第一和第二電感線圈(L1、L2)以及第一電容(C1)構(gòu)成，所述電感線圈(L1、L2)的一端分別與電力線電源的相線和地線連接，而第一電容(C1)跨接在所述兩個電感線圈(L1、L2)的另一端之間并跨接在用戶電器設(shè)備的相線和地線之間；以及所述濾波電路部分由第二和第三電容(C2、C3)構(gòu)成，第二和第三電容的一端分別與用戶電器設(shè)備的相線和地線連接，其另一端接地。
4.如權(quán)利要求3所述的信道優(yōu)化裝置，其特征在于所述信道優(yōu)化裝置還包括分別連接在第一電容(C1)的一端和用戶電器設(shè)備的相線以及連接在第一電容(C1)的另一端和用戶電器設(shè)備的地線之間第三和第四電感線圈(L3、L4)。
5.如權(quán)利要求4所述的信道優(yōu)化裝置，其特征在于第三和第四電感線圈(L3、L4)是具有磁芯的共模電感線圈。
6.如權(quán)利要求3-5中任一項所述的信道優(yōu)化裝置，其特征在于第一電容為0.01-0.1μF。
7.如權(quán)利要求6所述的信道優(yōu)化裝置，其特征在于第二和第三電容的值不小于1000pF但不大于4700pF。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的信道優(yōu)化裝置，串接在用戶電器設(shè)備和電力線電源之間，并包括對相線和地線同時進(jìn)行濾波的裝置。所述信道優(yōu)化裝置具體包括低通網(wǎng)絡(luò)部分(3)和濾波電路部分(4)，其中所述低通網(wǎng)絡(luò)部分與電力線電源連接，用于抑制高頻串模噪聲，所述濾波電路部分與用戶電器設(shè)備連接，用于抑制共模干擾噪聲。從而改善了電力線高速數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)的抗噪聲及抗干擾能力。
文檔編號H04B3/54GK1556590SQ200410001319
公開日2004年12月22日 申請日期2004年1月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月6日
發(fā)明者李祥珍, 王麗平, 趙丙鎮(zhèn), 李建岐, 王方輝 申請人:中國電力科學(xué)研究院