專利名稱：載波調(diào)制方法及電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電力設(shè)備，尤其涉及一種電力設(shè)備系統(tǒng)中的通訊方法及電路。
背景技術(shù)：
自動(dòng)抄表系統(tǒng)是電力設(shè)備系統(tǒng)中的得到較為廣泛應(yīng)用的一個(gè)類別。在自動(dòng)抄表系統(tǒng)中通常采用載波通訊方式，它是發(fā)送端將高頻正弦波信號(hào)和低頻通信信號(hào)調(diào)制在一起后耦合到通訊線路，比如低壓電力傳輸線上，接收端通過耦合獲取通訊信號(hào)，再通過解調(diào)電路使高頻正弦波信號(hào)和低頻通信信號(hào)分離后將承載了有效信息的通信信號(hào)送到微處理器進(jìn)行分析和解釋以實(shí)現(xiàn)信息的傳遞。現(xiàn)有的載波調(diào)制方法及電路，有兩種較常見的實(shí)現(xiàn)方式，其一是采用二極管、電容、電阻以及三極管組成簡單的諧振震蕩電路，將低頻數(shù)字信號(hào)調(diào)制成高頻正弦信號(hào)輸出， 這種方法雖然容易實(shí)現(xiàn)但組成電路的元器件參數(shù)必須精確調(diào)整，電路穩(wěn)定性和可靠性較差，容易受環(huán)境影響；其另一是采用專用的載波調(diào)制集成電路，成本高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以在小系統(tǒng)中使用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，而提出一種既能夠滿足穩(wěn)定性和可靠性要求，又能夠滿足成本較低和功耗較小的要求的載波調(diào)制方法及電路。本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題而提出的技術(shù)方案包括，提出一種載波調(diào)制方法，通過用輸入的一數(shù)字調(diào)制信號(hào)對(duì)輸入的一正弦波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制以得到一調(diào)制輸出信號(hào)，包括進(jìn)行調(diào)制處理，是在該正弦波信號(hào)的輸入處連接一受第一開關(guān)控制的一陷波濾波電路構(gòu)成的旁路電路，該第一開關(guān)為一電控開關(guān)，該數(shù)字調(diào)制信號(hào)即為該第一開關(guān)的控制信號(hào)，在該第一開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)，該陷波濾波電路將該正弦波信號(hào)旁路吸收掉；在該第一開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，允許該正弦波信號(hào)輸入到后級(jí)功率放大器；在該控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)該第一開關(guān)斷開、閉合的過程中就將該正弦波信號(hào)調(diào)制成承載了該數(shù)字調(diào)制信號(hào)所攜帶的有效信息的調(diào)制信號(hào)；進(jìn)行功率放大處理，是將該調(diào)制信號(hào)通過一功率放大電路進(jìn)行放大處理；進(jìn)行輸出濾波處理，是將已經(jīng)功率放大處理的信號(hào)連接一濾波電路，以濾出雜波。還包括進(jìn)行通訊線輸送處理，是將已經(jīng)輸出濾波處理的信號(hào)通過一耦合電路耦合到一通訊線路上。還包括進(jìn)行串?dāng)_防范處理，是將已經(jīng)放大處理的信號(hào)通過一收發(fā)切換電路將后級(jí)的濾波電路和通訊線路上的負(fù)載進(jìn)行通斷隔離處理；該收發(fā)切換電路只在調(diào)制過程中才處于閉合狀態(tài)以使該調(diào)制信號(hào)能夠發(fā)送到通訊線路上，而在非調(diào)制過程處于斷開狀態(tài)以防范該通訊線路給調(diào)制過程帶來串?dāng)_。本發(fā)明針對(duì)上述技術(shù)問題而提出的技術(shù)方案還包括，提出一種載波調(diào)制電路，用來將輸入的一數(shù)字調(diào)制信號(hào)對(duì)輸入的一正弦波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制以得到一調(diào)制輸出信號(hào)，該電路包括一調(diào)制單元，是連接該正弦波信號(hào)的輸入處的、由一受第一開關(guān)控制的一陷波濾波電路構(gòu)成的旁路電路，該第一開關(guān)為一電控開關(guān)，該數(shù)字調(diào)制信號(hào)即為該第一開關(guān)的控制信號(hào)，在該第一開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)，該陷波濾波電路將該正弦波信號(hào)旁路吸收掉，在該第一開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，將該正弦波信號(hào)送到后級(jí)電路，在該控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)該第一開關(guān)斷開、閉合的過程中就將該正弦波信號(hào)調(diào)制成承載了該數(shù)字調(diào)制信號(hào)所攜帶的有效信息的一調(diào)制信號(hào)；以及一功率放大單元，用以將該調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大處理。還包括一濾波單元，用以濾出雜波。還包括一耦合單元，用以將已經(jīng)輸出濾波處理的信號(hào)耦合到通訊線路上。還包括一收發(fā)切換單元，用以在該調(diào)制單元處于工作態(tài)時(shí)將該調(diào)制信號(hào)發(fā)送到該通訊線路上。該陷波濾波電路為一電感電容諧振選頻帶通電路。該第一開關(guān)是由兩個(gè)MOS管串接而成的，或者是有一繼電器構(gòu)成。該收發(fā)切換單元是一電子開關(guān)，該電子開關(guān)是由兩個(gè)MOS管串接而成的，或者是有一繼電器構(gòu)成。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的載波調(diào)制方法及電路，其有益效果包括可以快速調(diào)制；載波通訊速率可調(diào)；電路簡單，成本較低；功耗很低；以及受環(huán)境溫度等影響小，工作穩(wěn)定、可靠。


圖1是本發(fā)明的載波調(diào)制電路實(shí)施例的電原理框圖。圖2是本發(fā)明的載波調(diào)制電路實(shí)施例的輸入輸出信號(hào)圖。圖3是本發(fā)明的載波調(diào)制電路實(shí)施例一的電原理圖。圖4是本發(fā)明的載波調(diào)制電路實(shí)施例二的電原理圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明予以進(jìn)一步地詳盡闡述。圖1為本發(fā)明的載波調(diào)制電路實(shí)施例的電原理框圖，圖2是本發(fā)明的載波調(diào)制電路實(shí)施例的輸入輸出信號(hào)圖。該電路由調(diào)制單元1、功率放大單元2、收發(fā)切換單元3、濾波單元4以及耦合單元5組成。該電路的工作原理電路的調(diào)制單元1將連續(xù)的正弦高頻信號(hào)IN和承載有用信息的低頻開關(guān)信號(hào)CTRLl調(diào)制到一起后送到功率放大單元2，得到調(diào)制好的信號(hào)0UT2，以提高電路的帶負(fù)載能力；通過控制信號(hào)CTRL2可以控制該收發(fā)切換單元 3動(dòng)作以有效防止串?dāng)_現(xiàn)象發(fā)生；通過使用濾波單元4可濾除載波信號(hào)的諧波噪聲，使電路通信時(shí)更加穩(wěn)定、可靠；通過使用耦合單元5可將經(jīng)過濾波處理的調(diào)制信號(hào)OUTl耦合到通訊線路上以傳輸出去。圖3是本發(fā)明的載波調(diào)制電路實(shí)施例一的電原理圖。其中，調(diào)制單元1是由電容Cl、電感Ll以及由兩個(gè)MOS管Q1、Q2串聯(lián)而成的開關(guān)構(gòu)成。其具體工作過程包括當(dāng)承載有用信息的低頻開關(guān)信號(hào)CTRLl控制開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)， 利用LC諧振選頻帶通原理，將高頻正弦波信號(hào)IN吸收掉，當(dāng)該低頻開關(guān)信號(hào)CTRLl控制開關(guān)處于截止?fàn)顟B(tài)時(shí)，LC諧振選頻帶通電路失去作用，高頻正弦波信號(hào)可傳輸給后級(jí)功率放大單元2，完成整個(gè)調(diào)制過程。需要說明的是，該處開關(guān)使用兩個(gè)MOS管串聯(lián)，這樣才能有效控制正弦波信號(hào)的正半周和負(fù)半周。在一個(gè)可實(shí)現(xiàn)9600BPS通訊率的具體實(shí)現(xiàn)中，該高頻正弦波信號(hào)為50KHz，也就是該高頻正弦波信號(hào)與低頻開關(guān)信號(hào)的頻率比約10 1，一般而言，該比值是越大越好，經(jīng)測(cè)試，該比值應(yīng)不小于8 1。功率放大單元2是由電阻Rl至R5，電容C2、C3以及C4，以及放大器Ul構(gòu)成。其中，電阻R2、R5提供直流偏置；電阻Rl、R4，電容C2、C4構(gòu)成放大器Ul的反饋網(wǎng)絡(luò)，通過電阻Rl，R4可調(diào)節(jié)放大器Ul的放大倍數(shù)；電容C2可防止產(chǎn)生自激震蕩，電阻R3可起限流保護(hù)作用，電容C3可起交流耦合作用，經(jīng)過該功率放大單元2的處理，可以得到調(diào)制好的信號(hào) 0UT2。收發(fā)切換單元3是由兩個(gè)MOS管Q3、Q4串聯(lián)而成的開關(guān)。通過控制信號(hào)CTRL2可以控制收發(fā)切換單元3只在發(fā)送狀態(tài)時(shí)閉合；而在接收狀態(tài)時(shí)則處于截止?fàn)顟B(tài)，以防范通訊線路上的信號(hào)、噪聲等反饋到調(diào)制電路從而給調(diào)制過程帶來串?dāng)_。濾波單元4是由電阻R6，電感L3以及電容C5構(gòu)成。其中電感L3以及電容C5組成LC諧振選頻帶阻濾波器，濾除不需要的雜波。耦合單元5主要由一耦合變壓器Tl構(gòu)成，還可以包括位于該耦合變壓器Tl的靠通訊線路一側(cè)的耦合電感L2以及耦合電容C6，并聯(lián)于該耦合變壓器Tl的遠(yuǎn)離通訊線路一側(cè)的防護(hù)管D1，該耦合單元5可將經(jīng)過濾波處理的調(diào)制信號(hào)OUTl耦合到通訊線路上以傳輸出去。圖4是本發(fā)明的載波調(diào)制電路實(shí)施例二的電原理圖。其與上述實(shí)施例一的區(qū)別在于用一繼電器構(gòu)成的開關(guān)替代了上述實(shí)施例一的由兩個(gè)MOS管Ql、Q2串聯(lián)而成的開關(guān)； 用另一繼電器構(gòu)成的開關(guān)替代了上述實(shí)施例一的由兩個(gè)MOS管Q3、Q3串聯(lián)而成的另一開關(guān)。上述內(nèi)容，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用于限制本發(fā)明的實(shí)施方案，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的主要構(gòu)思和精神，可以十分方便地進(jìn)行相應(yīng)的變通或修改，故本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以權(quán)利要求書所要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種載波調(diào)制方法，通過用輸入的一數(shù)字調(diào)制信號(hào)對(duì)輸入的一正弦波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制以得到一調(diào)制輸出信號(hào)，其特征在于，包括進(jìn)行調(diào)制處理，是在該正弦波信號(hào)的輸入處連接一受第一開關(guān)控制的一陷波濾波電路構(gòu)成的旁路電路，該第一開關(guān)為一電控開關(guān)，該數(shù)字調(diào)制信號(hào)即為該第一開關(guān)的控制信號(hào)， 在該第一開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)，該陷波濾波電路將該正弦波信號(hào)旁路吸收掉；在該第一開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，允許該正弦波信號(hào)輸入到后級(jí)功率放大器；在該控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)該第一開關(guān)斷開、閉合的過程中就將該正弦波信號(hào)調(diào)制成承載了該數(shù)字調(diào)制信號(hào)所攜帶的有效信息的調(diào)制信號(hào)；進(jìn)行功率放大處理，是將該調(diào)制信號(hào)通過一功率放大電路進(jìn)行放大處理；進(jìn)行輸出濾波處理，是將已經(jīng)功率放大處理的信號(hào)連接一濾波電路，以濾出雜波。
2.如權(quán)利要求1所述的載波調(diào)制方法，其特征在于，還包括進(jìn)行通訊線輸送處理，是將已經(jīng)輸出濾波處理的信號(hào)通過一耦合電路耦合到一通訊線路上。
3.如權(quán)利要求2所述的載波調(diào)制方法，其特征在于，還包括進(jìn)行串?dāng)_防范處理，是將已經(jīng)放大處理的信號(hào)通過一收發(fā)切換電路將后級(jí)的濾波電路和通訊線路上的負(fù)載進(jìn)行通斷隔離處理；該收發(fā)切換電路只在調(diào)制過程中才處于閉合狀態(tài)以使該調(diào)制信號(hào)能夠發(fā)送到通訊線路上，而在非調(diào)制過程處于斷開狀態(tài)以防范該通訊線路給調(diào)制過程帶來串?dāng)_。
4.一種載波調(diào)制電路，用來將輸入的一數(shù)字調(diào)制信號(hào)對(duì)輸入的一正弦波信號(hào)進(jìn)行調(diào)制以得到一調(diào)制輸出信號(hào)，其特征在于，包括一調(diào)制單元，是連接該正弦波信號(hào)的輸入處的、由一受第一開關(guān)控制的一陷波濾波電路構(gòu)成的旁路電路，該第一開關(guān)為一電控開關(guān)，該數(shù)字調(diào)制信號(hào)即為該第一開關(guān)的控制信號(hào)，在該第一開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)，該陷波濾波電路將該正弦波信號(hào)旁路吸收掉，在該第一開關(guān)處于斷開狀態(tài)時(shí)，將該正弦波信號(hào)送到后級(jí)電路，在該控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)該第一開關(guān)斷開、 閉合的過程中就將該正弦波信號(hào)調(diào)制成承載了該數(shù)字調(diào)制信號(hào)所攜帶的有效信息的一調(diào)制信號(hào)；以及一功率放大單元，用以將該調(diào)制信號(hào)進(jìn)行放大處理。
5.如權(quán)利要求4所述的載波調(diào)制電路，其特征在于，還包括一濾波單元，用以濾出雜波。
6.如權(quán)利要求5所述的載波調(diào)制電路，其特征在于，還包括一耦合單元，用以將已經(jīng)輸出濾波處理的信號(hào)耦合到通訊線路上。
7.如權(quán)利要求6所述的載波調(diào)制電路，其特征在于，還包括一收發(fā)切換單元，用以在該調(diào)制單元處于工作態(tài)時(shí)將該調(diào)制信號(hào)發(fā)送到該通訊線路上。
8.如權(quán)利要求4所述的載波調(diào)制電路，其特征在于，該陷波濾波電路為一電感電容諧振選頻帶通電路。
9.如權(quán)利要求4所述的載波調(diào)制電路，其特征在于，該第一開關(guān)是由兩個(gè)MOS管串接而成的，或者是有一繼電器構(gòu)成。
10.如權(quán)利要求4所述的載波調(diào)制電路，其特征在于，該收發(fā)切換單元是一電子開關(guān)， 該電子開關(guān)是由兩個(gè)MOS管串接而成的，或者是有一繼電器構(gòu)成。
全文摘要
一種載波調(diào)制方法及電路，該方法包括進(jìn)行調(diào)制處理，是在該正弦波信號(hào)的輸入處連接一受第一開關(guān)控制的一陷波濾波電路構(gòu)成的旁路電路，該第一開關(guān)為一電控開關(guān)，該數(shù)字調(diào)制信號(hào)即為該第一開關(guān)的控制信號(hào)，在該第一開關(guān)處于閉合狀態(tài)時(shí)，該陷波濾波電路將該正弦波信號(hào)旁路吸收掉；在該控制信號(hào)驅(qū)動(dòng)該第一開關(guān)斷開、閉合的過程中就將該正弦波信號(hào)調(diào)制成承載了該數(shù)字調(diào)制信號(hào)所攜帶的有效信息的調(diào)制信號(hào)；進(jìn)行功率放大處理，是將該調(diào)制信號(hào)通過一功率放大電路進(jìn)行放大處理；進(jìn)行輸出濾波處理，是將已經(jīng)功率放大處理的信號(hào)連接一濾波電路，以濾出雜波。既能夠滿足穩(wěn)定性和可靠性要求，又能夠滿足成本較低和功耗較小要求。
文檔編號(hào)H04B3/54GK102468870SQ20101055661
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月18日
發(fā)明者孫奉健, 張曉偉, 方佰其, 王春國, 陳俊杰 申請(qǐng)人:深圳長城開發(fā)科技股份有限公司