基于复合耦合技术的低压电力线载波通信接口电路设计

　　根据接口电路的电压转移函数，对双口网络进行计算机仿真分析。在此，重点分析在不同低压电力线阻抗条件下带通滤波器的通频带，即该接口电路的频率特性。频率特性是*价该接口电路耦合性能的一项重要指标。仿真显示，当电力线电阻为2、10、20、50、70、100Ω时，幅频特性情况如表1和表2所示。

　　对50Hz/220V强电的相对抑制力(dB)=

表1不同电力线阻抗及不同中心频率下的输出幅度(Uop/V)输入信号幅度=1V。

表2不同电力线阻抗的上、下限截止频率及通频带。

　　从表1和表2的分析结果可见:电力线阻抗越大，接口电路的通频带就越宽，对信号的耦合性能也就越好，但选择性差;反之，电力线阻抗越小，接口电路的通频带越窄，对信号的耦合性能就越差，但选择性好。经统计分析知，低压电力线的统计阻抗一般在5～15Ω之间［2］。因此，ST7538电力线载波芯片所使用的60～132.5kHz的载波信号均在通频带(衰减小于3dB)范围内。也就是说，以82.05kHz作为低压电力线通信接口电路的中心频率是合理的。用电力线载波芯片ST7538其他载波频率来收、发信号，也可用此接口电路。此接口电路有如下特性:①满足载波发射高阻抗的要求，提高了载波的加载效率;②在满足信号的耦合性能的同时，还兼顾对频率选择性的要求，从而提高了系统的抗干扰能力。

　　在电路的具体安装和调试过程中，通过调节电感磁来调节电感量，使通频带达到最佳。在基于电力线载波芯片ST7538低压电力线载波通信实验中，选用82.05kHz作为低压电力线通信的中心频率，设负载阻抗为5～15Ω。试验结果表明，能准确地实现点控、群控灯组(实现数据通信);能实现语音信号(信号中心频率1kHz，频率范围0.02～10kHz)的传输(实现模拟通信);能实现对正弦波形信号(频率范围0.01～100kHz)的传输(实现模拟通信)。

　　4结语

　　基于“电磁耦合”与“阻容耦合”相结合的“复合耦合技术”，建立了低压电力线载波通信的接口电路”的数学模型，由此设计了基于ST7538的低压电力线载波通信的接口电路。仿真试验结果表明:该接口电路既有较高的载波信号加载效率，较好的幅频特性，又能完全地隔离电力网50Hz的工频信号，且接口电路的通用性强，故可广泛应用于低压电力线通信系统。