一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器，包括載波信號耦合器、第一載波信號調(diào)制解調(diào)器、第二載波信號調(diào)制解調(diào)器、第一通信終端和第二通信終端，所述第一載波信號調(diào)制解調(diào)器與第一通信終端相連接，所述第二載波信號調(diào)制解調(diào)器與第二通信終端相連接，還包括信號分配器，所述信號分配器的輸入端與載波信號耦合器相連接；所述信號分配器包括第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸出端與第一載波信號調(diào)制解調(diào)器相連接，所述第二輸出端與第二載波信號調(diào)制解調(diào)器相連接。本發(fā)明具有成本低且抗干擾能力強的優(yōu)點。
【專利說明】一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明提出了一種高速電力線載波通信設(shè)備，尤其是涉及一種成本低且抗干擾能力強的高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器。

【背景技術(shù)】
[0002]電力線載波通信11116是以電力輸電線路作為信息傳輸媒介進行語音或數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊环N特殊通信方式。按照作為信息傳輸媒介進行載波信號傳輸?shù)碾娏€電壓等級可分為:高壓電力線載波通信(351^及以上電壓等級〉、中壓電力線載波通信(川”電壓等級〉、低壓電力線載波通信(380/2207低壓配電線)；按照信號調(diào)制方式可分為0501131等，按照傳輸速率可分為窄帶、寬帶傳輸。一般電力線載波通信設(shè)備是載波通信終端將需要發(fā)送的信息以傳統(tǒng)數(shù)字信號方式發(fā)送到載波信號調(diào)制解調(diào)器，載波信號調(diào)制解調(diào)器根據(jù)預(yù)設(shè)的調(diào)制方式對該信號進行調(diào)制，發(fā)送到載波信號耦合器，載波信號耦合器將經(jīng)調(diào)制的載波信號(一般100紐2至40冊不等)耦合到電力線上進行傳輸，信號的接收過程與此相反。這樣整套設(shè)備必須有兩個載波信號耦合器才能工作，成本非常高，不利于推廣應(yīng)用，而且抗干擾能力差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種只需一個載波信號耦合器就能完成工作，且成本低、抗干擾能力強的信號分配器。本發(fā)明提供的一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器，采用的技術(shù)方案如下:
[0004]一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器，包括載波信號耦合器、第一載波信號調(diào)制解調(diào)器、第二載波信號調(diào)制解調(diào)器、第一通信終端和第二通信終端，第一載波信號調(diào)制解調(diào)器與第一通信終端相連接，第二載波信號調(diào)制解調(diào)器與第二通信終端相連接，還包括:信號分配器，信號分配器的輸入端與載波信號親合器相連接；信號分配器包括第一輸出端和第二輸出端，第一輸出端與第一載波信號調(diào)制解調(diào)器相連接，第二輸出端與第二載波信號調(diào)制解調(diào)器相連接。
[0005]進一步特征為信號分配器還包括IX帶通濾波器、阻抗匹配自耦變壓器、分配自耦變壓器、隔離電阻、第一負載電阻和第二負載電阻，IX帶通濾波器和分配自耦變壓器分別與阻抗匹配自耦變壓器相連接，第一輸出端和第二輸出端分別與分配自耦變壓器相連接，隔離電阻連接于第一輸出端、第二輸出端之間，第一負載電阻與第一輸出端相連接，第二負載電阻與第二輸出端相連接。
[0006]進一步特征為信號分配器還包括補償電容，補償電容與阻抗匹配自耦變壓器、分配自耦變壓器之間的連線相連接。
[0007]進一步特征為IX帶通濾波器由IX濾波網(wǎng)絡(luò)電感和IX濾波網(wǎng)絡(luò)電容相串聯(lián)組成。
[0008]進一步特征為第一負載電阻的阻值和第二負載電阻的阻值相等。
[0009]進一步特征為隔離電阻的阻值為第一負載電阻阻值的兩倍。
[0010]本發(fā)明同現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和有益效果:
[0011]1、本發(fā)明具有信號分配器，將一路電力線載波通信信號分配為彼此不會發(fā)生相互干擾的兩路載波信號，實現(xiàn)了通過一個載波信號耦合器即可保證兩個電力線載波通信終端的正常通信，從而達到減少載波信號耦合器的安裝數(shù)量、降低系統(tǒng)成本、并且改善鄰頻信號的相互干擾的作用。
[0012]2、本發(fā)明具有IX帶通濾波器，能夠穩(wěn)定信號，減少干擾，確保信號穩(wěn)定傳輸。
[0013]3、本發(fā)明具有補償電容，補償分配自耦變壓器流、阻抗匹配自耦變壓器間連線的電感，保證頻率特性。
[0014]4、本發(fā)明具有隔離電阻，且隔離電阻的阻值為第一負載電阻、第二負載電阻阻值的兩倍，使得兩個輸出端傳輸信號相互獨立而不受影響，保證了傳輸?shù)姆€(wěn)定性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0016]圖1是本發(fā)明一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器的電路原理圖；
[0017]圖2是本發(fā)明一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器的實施例中第一通信終端的信噪比圖；
[0018]圖3是本發(fā)明一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器的實施例中第二通信終端的信噪比圖。

【具體實施方式】
[0019]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0020]如圖1所示，一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器，包括載波信號耦合器1、第一載波信號調(diào)制解調(diào)器2、第二載波信號調(diào)制解調(diào)器3、第一通信終端4和第二通信終端5，第一載波信號調(diào)制解調(diào)器2與第一通信終端4相連接，第二載波信號調(diào)制解調(diào)器3與第二通信終端5相連接，還包括信號分配器6，信號分配器6的輸入端與載波信號親合器1相連接；信號分配器6包括第一輸出端61和第二輸出端62，第一輸出端61與第一載波信號調(diào)制解調(diào)器2相連接，第二輸出端62與第二載波信號調(diào)制解調(diào)器3相連接。
[0021]本發(fā)明的優(yōu)選方式為:信號分配器6還包括IX帶通濾波器63、阻抗匹配自耦變壓器64、分配自耦變壓器65、隔離電阻66、第一負載電阻67和第二負載電阻68，IX帶通濾波器63和分配自耦變壓器65分別與阻抗匹配自耦變壓器64相連接，第一輸出端61和第二輸出端62分別與分配自|禹變壓器65相連接，隔離電阻66連接于第一輸出端61、第二輸出端62之間，第一負載電阻67與第一輸出端61相連接，第二負載電阻68與第二輸出端62相連接。
[0022]信號分配器6還包括補償電容69，補償電容69與阻抗匹配自耦變壓器64、分配自耦變壓器65之間的連線相連接。
[0023]IX帶通濾波器63由IX濾波網(wǎng)絡(luò)電感631和IX濾波網(wǎng)絡(luò)電容632相串聯(lián)組成。
[0024]第一負載電阻67的阻值和第二負載電阻68的阻值相等。
[0025]隔離電阻66的阻值為第一負載電阻67阻值的兩倍。
[0026]實施例
[0027]具體來說，載波信號首先在輸入端通過一個由IX濾波網(wǎng)絡(luò)電感631、IX濾波網(wǎng)絡(luò)電容632相串聯(lián)組成的1-40冊12的IX帶通濾波器63濾除1-401?外的信號，再通過阻抗匹配自耦變壓器64將載波信號傳輸至分配自耦變壓器65，分成兩路流向第一輸出端61和第二輸出端62。
[0028]本實施例中IX帶通濾波器63設(shè)計指標如下:
[0029]5
[0030]2)-2(18 帶寬:彡 40冊12 ；
[0031]3)插入損耗:彡2(18 ；
[0032]4)阻帶抑制1:？0±5冊12時，抑制彡40(18 ；
[0033]5)阻帶抑制2:？ = 24冊12時，抑制彡50(18 ；
[0034]6)工作溫度:-55。〇?85；
[0035]7)阻抗:50^ 0
[0036]阻抗匹配自耦變壓器64在本實施例中為阻抗變換變壓器，在環(huán)形高頻磁芯上繞成，在本實施例中，其輸入端到地與抽頭到地的匝數(shù)比是1.414比1，阻抗比是2比1，中心抽頭負載是25 0，輸入端阻抗為50 ^。分配自耦變壓器65在本實施例中為分配變壓器，它是根據(jù)傳輸線原理將一漆包線的末端和另一根漆包線的頭端相接作為中心抽頭在環(huán)形高頻磁芯上并繞數(shù)圈制成，阻抗匹配自耦變壓器64和分配自耦變壓器65的漆包線采用線徑可以根據(jù)公式:
[0037]0=1.13(1/:)1/2
[0038]計算出來，I是電流大小，了是電流密度，不同的取值計算出的線徑不同。由于高頻電流在導(dǎo)體中會有趨膚效應(yīng)，所以在確定線經(jīng)時還要計算不同頻率時導(dǎo)體的穿透深度。
[0039]阻抗匹配自耦變壓器64和分配自耦變壓器65的中心抽頭的阻抗為50/2 0，即25 0。根據(jù)傳輸線的原理，阻抗匹配自耦變壓器64和分配自耦變壓器65的線圈展開長度應(yīng)遠小于波長，否則高頻頻響不理想。若展開長度短了則圈數(shù)必然減少，電感量也必然減小，導(dǎo)致低頻頻響變壞，因此要求磁芯的導(dǎo)磁率要高，高頻損耗要小，只有這樣才能保證分配器的帶寬，在本實施例中，所選用的阻抗匹配自耦變壓器64和分配自耦變壓器65的參數(shù)如下:
[0040]1)應(yīng)用范圍:耦合變壓器
[0041]2)種類:電感磁珠
[0042]3)繞線形式:內(nèi)繞式
[0043]4)電感量:0.0046
[0044]第一輸出端61和第二輸出端62的相互隔離是由隔離電阻66來實現(xiàn)的。如果在第一輸出端61上送入信號，信號經(jīng)分配自耦變壓器65流向阻抗匹配自耦變壓器64，同時第二輸出端62上感應(yīng)出一個反向電流，但通過隔離電阻66有一個和第一輸出端61同相的電流流向第二輸出端62，隔離電阻66的阻值為第一負載電阻67、第二負載電阻68阻值的兩倍，這兩個電流大小相等方向相反，進而相互抵消。補償電容69用于補償分配自耦變壓器65、阻抗匹配自耦變壓器64間連線的電感，保證頻率特性。從中心抽頭上送入信號，分成兩路流向第一輸出端61和第二輸出端62，由于電路是對稱的，所以這兩個輸出信號功率相等，相位也相等，兩個輸出端分別接50歐第一負載電阻67和50歐第二負載電阻68。輸入端送入的信號等分到第一輸出端61和第二輸出端62，每個輸出端上得到一半功率，即3(18的損耗，實際上加上導(dǎo)線和磁芯的損耗，總的損耗約4(18。
[0045]最終得到的信號分配器6各技術(shù)指標如下:
[0046](1)頻率范圍:1-40冊12 ；
[0047](2)反射損耗:(20(18 ；
[0048](3)插入損耗:(4.8(18 ；
[0049](4)阻帶抑制1:？0±5冊12時，抑制彡40(18 ；
[0050](5)阻帶抑制2:？ = 24冊12時，抑制彡50(18 ；
[0051](6)相互隔離度:彡30(18 ；
[0052](7)阻抗:50^ 0
[0053]如圖2和圖3，是以4-34冊12工作頻率，在1.5公里長度的10”架空線路實測本發(fā)明的第一輸出端61和第二輸出端62的高速電力線載波通信終端信噪比圖形。其中，橫坐標為工作頻率，縱坐標為信噪比。
[0054]另外，以上實施方式是主要針對1-40冊的高速電力線載波通信設(shè)計的，如果調(diào)整改變IX濾波網(wǎng)絡(luò)電感、IX濾波網(wǎng)絡(luò)電容、阻抗匹配自耦變壓器、分配自耦變壓器、隔離電阻等的參數(shù)，本發(fā)明專利同樣適用于其它電力線載波通信。
[0055]本發(fā)明具有信號分配器，將一路電力線載波通信信號分配為彼此不會發(fā)生相互干擾的兩路載波信號，實現(xiàn)了通過一個載波信號耦合器即可保證兩個電力線載波通信終端的正常通信，從而達到減少載波信號耦合器的安裝數(shù)量、降低系統(tǒng)成本、并且改善鄰頻信號的相互干擾的作用。
[0056]本發(fā)明具有IX帶通濾波器，能夠穩(wěn)定信號，減少干擾，確保信號穩(wěn)定傳輸。
[0057]本發(fā)明具有補償電容，補償分配自耦變壓器流、阻抗匹配自耦變壓器間連線的電感，保證頻率特性。
[0058]本發(fā)明具有隔離電阻，且隔離電阻的阻值為第一負載電阻、第二負載電阻阻值的兩倍，使得兩個輸出端傳輸信號相互獨立而不受影響，保證了傳輸?shù)姆€(wěn)定性。
[0059]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器，包括載波信號耦合器、第一載波信號調(diào)制解調(diào)器、第二載波信號調(diào)制解調(diào)器、第一通信終端和第二通信終端，所述第一載波信號調(diào)制解調(diào)器與第一通信終端相連接，所述第二載波信號調(diào)制解調(diào)器與第二通信終端相連接，其特征在于，還包括信號分配器，所述信號分配器的輸入端與載波信號耦合器相連接； 所述信號分配器包括第一輸出端和第二輸出端，所述第一輸出端與第一載波信號調(diào)制解調(diào)器相連接，所述第二輸出端與第二載波信號調(diào)制解調(diào)器相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器，其特征在于，所述信號分配器還包括LC帶通濾波器、阻抗匹配自耦變壓器、分配自耦變壓器、隔離電阻、第一負載電阻和第二負載電阻，所述LC帶通濾波器和分配自耦變壓器分別與阻抗匹配自耦變壓器相連接，所述第一輸出端和第二輸出端分別與分配自耦變壓器相連接，所述隔離電阻連接于第一輸出端和第二輸出端之間，所述第一負載電阻與第一輸出端相連接，所述第二負載電阻與第二輸出端相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器，其特征在于，所述信號分配器還包括補償電容，所述補償電容與阻抗匹配自耦變壓器、分配自耦變壓器之間的連線相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器，其特征在于，所述LC帶通濾波器由LC濾波網(wǎng)絡(luò)電感和LC濾波網(wǎng)絡(luò)電容相串聯(lián)組成。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器，其特征在于，所述第一負載電阻的阻值和第二負載電阻的阻值相等。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高速電力線載波通信系統(tǒng)信號分配器，其特征在于，所述隔離電阻的阻值為第一負載電阻阻值的兩倍。
【文檔編號】H04B3/56GK104467921SQ201410591406
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】李波, 林聰 , 曹敏, 胡萬層, 劉清蟬, 雷正明 申請人:云南電網(wǎng)公司電力科學(xué)研究院, 云南華仁電氣設(shè)備技術(shù)有限公司