專利名稱：用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型為電力系統(tǒng)局域網(wǎng)中對電能表進(jìn)行自動抄讀時，所使用的雙絞線載波 信號收發(fā)硬件電路。電路調(diào)制解調(diào)后的信號參數(shù)完全符合對于EURIDIS和TIC通信信號的 要求。
背景技術(shù)：
智能電表的通信功能與自動抄表系統(tǒng)的組建一直備受關(guān)注與重視。上世紀(jì)90年 代，采用EURIDIS總線的抄表系統(tǒng)引入我國。它是一種高效，低成本的抄表方案。電能表通 過EURIDIS總線連接到固定在易于抄收位置上的磁耦合器上，抄表員只需將手持終端與耦 合器連接即可實現(xiàn)對所有與耦合器連接電能表的信息抄收。EURIDIS抄表系統(tǒng)具有以下特點(1)開放性EURIDIS協(xié)議符合IEC62056-31標(biāo)準(zhǔn)，保證不同制造商設(shè)備間的開放 性和互操作性；(2)便捷性EURIDIS抄表系統(tǒng)極大的節(jié)約了抄收時間，100只電表在5分鐘內(nèi)即
可抄完。(3)廣泛性EURIDIS系統(tǒng)在法國電力集團(tuán)(ERDF)公司的推廣下已經(jīng)運作了十幾 個年頭，期間系統(tǒng)可靠的表現(xiàn)得到了 ERDF的認(rèn)可與積極地推廣。目前EURIDIS系統(tǒng)已經(jīng)被 西歐等越來越多的國家所使用。(4)通信媒介采用雙絞線50kHz載波通信方式，保證信號傳輸時較強(qiáng)的抗干擾性 與更遠(yuǎn)的傳輸距離；(5)通信速率ERDF最新提出的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)把通信速度提高到了 9600bps ；(6)保密性為了防止第三方的偽裝通信及對通信的監(jiān)聽，整個EURIDIS通信采用 AES128加密算法對通信數(shù)據(jù)進(jìn)行加解密。因此，EURIDIS抄表系統(tǒng)完全滿足當(dāng)前智能電網(wǎng)自動抄表系統(tǒng)的發(fā)展要求。 IEC62056-31標(biāo)準(zhǔn)對于EURIDIS系統(tǒng)的載波信號有著十分嚴(yán)格的要求，不論是對傳輸速 率，信號頻率還是信號幅值，占空比等參數(shù)都有著嚴(yán)格的要求，也正是這些使得EURIDIS系 統(tǒng)能夠可靠，高效的實現(xiàn)對掛接電表的信息抄讀。由于對載波信號參數(shù)的嚴(yán)格要求，使得 EURIDIS硬件電路上的實現(xiàn)變得復(fù)雜困難，目前國內(nèi)還沒有較好的滿足ERDF要求的硬件電 路。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型要解決的是現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題，旨在提供一種同時滿足 EURIDIS和TIC通信信號要求的硬件電路。解決上述問題采用的技術(shù)方案如下用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路， 包括接收電路和發(fā)送電路，其特征在于所述的接收電路包括信號耦合電路，接收EURIDIS載波信號，經(jīng)電容C6隔離直流和耦合變壓器Tl后輸出隔直后載波信號；信號放大電路，將信號耦合電路輸出的隔直載波信號放大到幅值飽和后輸出；50kHz帶通濾波電路，濾除信號放大電路輸出的飽和載波信號中除50kHz以外的 所有頻率的干擾信號；全波整流電路，將50kHz帶通濾波電路輸出的濾除干擾后的載波信號進(jìn)行全波整 流，輸出直流載波信號；三階低通濾波電路，對全波整流電路輸出的直流載波信號進(jìn)行低通濾波，變成近 似的方波信號；滯環(huán)比較及輸出電路，對三階低通濾波電路輸出的近似方波信號進(jìn)行滯環(huán)比較， 輸出較好的方波信號；所述的發(fā)送電路包括帶通濾波器，將50kHz的方波信號生成用于載波發(fā)送的50kHz正弦信號；信號發(fā)送電路，使用模擬開關(guān)對帶通濾波器輸出的50kHz正弦信號進(jìn)行切換，實 現(xiàn)載波信號的0，1傳輸；帶發(fā)送使能端的信號放大發(fā)送電路，將信號發(fā)送電路的輸出的載波信號經(jīng)放大電 路和信號耦合電路發(fā)送到EURIDIS連接線上。本實用新型的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，使用該電路產(chǎn)生或接收 的載波通信信號滿足IEC62056-31標(biāo)準(zhǔn)中對于調(diào)制信號和解調(diào)信號參數(shù)的所有要求。其中 EURIDIS通信為半雙工電路，可發(fā)可收；TIC為單向，只可發(fā)，不可收。同時，本實用新型電路 結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，符合電能表各電磁兼容實驗要求。根據(jù)本實用新型，所述的信號耦合電路包括電容C6、電容C8、電容C21、二極管 D154、二極管D155、電阻R14、電阻R28和耦合變壓器Tl，所述電容C8 —端接EURIDIS輸入 1端，電容C8的另一端接電阻R28的一端和耦合變壓器Tl原邊繞組的一端，電阻R28的另 一端接EURIDIS輸入2端和耦合變壓器Tl原邊繞組的另一端，耦合變壓器Tl副邊繞組的 一端接電容C21的一端和電阻R14的一端，耦合變壓器Tl副邊繞組的另一端接電容C21的 另一端和信號地，電阻R14的另一端接電容C6的一端，電容C6的另一端接二極管D154的 陽極和二極管D155的陰極，同時也是信號輸出端，二極管D154的陰極接電源正端，二極管 D155的陽極接地。根據(jù)本實用新型，所述的信號放大電路包括電容Cl、電容ClOl、電阻Rl、電阻R2和 一個運算放大器，所述電容Cl的一端為輸入端，另一端接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端 接電容ClOl的一端、電阻R2的一端和運算放大器的輸入負(fù)端，電容ClOl的另一端接電阻 R2的另一端和運算放大器的輸出端，運算放大器的輸入正端接信號地。根據(jù)本實用新型，所述的50kHz帶通濾波電路包括電阻R156、電阻R151、電阻 R157、電容C150、電容C151和一個運算放大器，所述電阻R156 —端為輸入端，另一端接電 阻R157的一端、電容C150的一端和電容C151的一端，電容C150的另一端接電阻R151的 一端和運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R151的另一端接電容C151的另一端和運算放大器的 輸出端，同時也是信號輸出端，電阻R157的另一端和運算放大器的輸入正端接信號地。根據(jù)本實用新型，所述的全波整流電路包括電阻R152、電阻R150、電阻R158、二極 管D150、二極管D151、第一運算放大器、電阻R170、電阻R160、電阻R161、二極管D152、二極管D153、第二運算放大器、電阻R154和第三運算放大器，所述電阻R152的一端為輸入端，另 一端接電阻R150的一端、二極管D150的陰極和第一運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R150的 另一端接二極管D151的陽極和電阻R158的一端，二極管D150的陽極接二極管D151的陰 極和第一運算放大器的輸出端，第一運算放大器的輸入正端接信號地；電阻R170端為輸入 端，另一端接電阻R160的一端、二極管D152陰極和第二運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R160 的另一端接二極管D153陽極和電阻R161的一端，二極管D152的陽極接二極管D153的陰 極和第二運算放大器的輸出端，第二運算放大器的輸入正端接信號地；電阻R158的另一端 接電阻R161的另一端、電阻R154的一端和第三運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R154的另一 端接第三運算放大器的輸出端，第三運算放大器的輸入正端接信號地。根據(jù)本實用新型，所述的三階低通濾波電路包括電阻R3、電阻R165、電容C2、電容 C154、電阻R166、電容C156、電容C153和一個運算放大器，所述電阻R3的一端為輸入端，另 一端接電阻R165的一端和電容C2的一端，電阻R165的另一端接電阻R166的一端和電容 C154的一端，電容C154的另一端接運算放大器的輸入負(fù)端和輸出端，電阻R166的另一端接 電容C156的一端和運算放大器的輸入正端，電容C2和電容C156的另一端接信號地，電容 C153兩端分別接電源正端和地。根據(jù)本實用新型，所述的滯環(huán)比較及輸出電路包括電阻R163、電阻R162、電阻 R171、一個運算放大器、電阻R5地、電阻R29、二極管D1、二極管D2、二極管D3和一個三極 管，所述電阻R163的一端為輸入端，另一端接運算放大器的輸入正端，電阻R162的一端接 電源正端，另一端接電阻R171的一端和運算放大器的輸入負(fù)端，運算放大器的輸出端接電 阻R4的一端和電阻R5的一端，電阻R5的另一端接二極管Dl的陽極，二極管Dl的陰極接 二極管D2的陽極，二極管D2的陰極接二極管D3的陽極，二極管D3的陰極接電阻R29的一 端和三極管的基極，三極管的集電極接EURIDIS RXD信號，電阻171的另一端、電阻R4的另 一端、電阻R29的另一端和三極管的發(fā)射極接地。根據(jù)本實用新型，所述的帶通濾波器包括電阻R16、電阻R17、電阻R18、電容C22、 電容C23、電容C24和一個運算放大器，所述的電阻R17的一端接50kHz的方波信號，另一端 接電阻R18的一端、電容C22的一端和電容C23的一端，電容C22的另一端接電阻R16的一 端和運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R161的另一端接電容C23的另一端和運算放大器的輸出 端，運算放大器的輸入正端接信號地。所述50kHz輸入的方波信號為外部信號，或者由本實 用新型通信電路內(nèi)部通過555定時器產(chǎn)生。根據(jù)本實用新型，所述的信號發(fā)送電路根據(jù)不同的控制信號可以直接采用模擬開 關(guān)電路，也可以先對電平進(jìn)行翻轉(zhuǎn)后再接模擬開關(guān)電路。當(dāng)采用后者結(jié)構(gòu)時，該信號發(fā)送 電路包括兩個結(jié)構(gòu)相同的電平翻轉(zhuǎn)電路和一個模擬開關(guān)電路，其中兩個電平翻轉(zhuǎn)電路分別 用于連接EURIDIS TXD和TIC TXD。一個典型的實施方式，所述的用于連接EURIDIS TXD 的電平翻轉(zhuǎn)電路包括電阻R19、電阻R20、電阻R21和一個三極管，所述電阻R19的一端接 EURIDIS TXD信號，另一端接電阻R21和三極管的基極，電阻R20的一端接電源正端，另一端 接三極管的集電極和模擬開關(guān)電路的輸入端，電阻R21的另一端和三極管的發(fā)射極接地。根據(jù)本實用新型，所述的帶發(fā)送使能端的信號放大發(fā)送電路包括電阻R10、電阻 R11、電容C28電容C6、電阻R14和信號耦合電路，所述的電阻RlO的一端為輸入端，另一端 接電阻Rll的一端、電容C28的一端和運算放大器的輸入負(fù)端，電阻Rll的另一端接電容C28的另一端、運算放大器的輸出端和信號耦合電路的輸入，運算放大器的輸入正端接信號 地。所述的信號耦合電路與所述的接收電路中的信號耦合電路共用同一電路。 作為本實用新型的進(jìn)一步改進(jìn)，本實用新型的通信電路采用插針式接口與電表互 聯(lián)，接插簡單，安全可靠。

[0034]
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進(jìn)一步說明。[0035]圖1是載波包絡(luò)的參數(shù)特性圖。[0036]圖2是本實用新型接收電路的信號耦合電路圖。[0037]圖3是本實用新型接收電路的信號放大電路圖。[0038]圖4是本實用新型接收電路的50kHz帶通濾波電路。[0039]圖5是本實用新型接收電路的全波整流電路圖。[0040]圖6是本實用新型接收電路的三階低通濾波電路圖。[0041]圖7是本實用新型接收電路的滯環(huán)比較及輸出電路圖。[0042]圖8是本實用新型發(fā)送電路的帶通濾波器電路圖。[0043]圖9是本實用新型發(fā)送電路的信號發(fā)送電路圖。[0044]圖10是本實用新型發(fā)送電路的帶發(fā)送使能端的信號放大發(fā)送電路圖。[0045]圖11是本實用新型接收電路對載波信號的解調(diào)流程圖。[0046]圖12是本實用新型發(fā)送電路對數(shù)字通信信號的調(diào)制流程圖。
具體實施方式
本實用新型的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，包括接收電路和發(fā)送電 路。其中EURIDIS通信為半雙工電路，可發(fā)可收；TIC通信為單向，只可發(fā)，不可收。TIC電 路與EURIDIS發(fā)送電路相同。1. EURIDIS 接收電路(1)信號耦合電路；參照圖2，所述的信號耦合電路包括電容C6、電容C8、電容C21、二極管D154、二極 管D155、電阻R14、電阻R28和耦合變壓器Tl，所述電容C8 —端接EURIDIS輸入1端，電 容C8的另一端接電阻R28的一端和耦合變壓器Tl原邊繞組的一端，電阻R28的另一端接 EURIDIS輸入2端和耦合變壓器Tl原邊繞組的另一端，耦合變壓器Tl副邊繞組的一端接電 容C21的一端和電阻R14的一端，耦合變壓器Tl副邊繞組的另一端接電容C21的另一端和 信號地，電阻R14的另一端接電容C6的一端，電容C6的另一端接二極管D154的陽極和二 極管D155的陰極，同時也是信號輸出端，二極管D154的陰極接電源正端，二極管D155的陽 極接地。EURIDIS載波信號通過耦合變壓器進(jìn)入接收電路，電容C6隔離直流，二極管D154， D155起電壓保護(hù)作用，電容C21與耦合線圈電感在50kHz點并聯(lián)諧振，信號通過時不會產(chǎn)生 相移。C8為安規(guī)電容，保護(hù)模塊EURIDIS連線無意中與220V交流電連接。為滿足標(biāo)準(zhǔn)中 對有源站點50kHz下的輸入阻抗要求(電阻> 20k，容性時容抗大于100k(30pF))，同時滿 足經(jīng)耦合變壓器輸出的信號幅值，經(jīng)耦合變壓器兩端參數(shù)折算并測試，選擇電容33nF，電阻47K。(2)信號放大電路；參照圖3，所述的信號放大電路采用TI公司生產(chǎn)的TL084芯片，包括電容Cl、電容 ClOl、電阻R1、電阻R2和一個運算放大器，所述電容Cl的一端為輸入端，另一端接電阻Rl 的一端，電阻Rl的另一端接電容ClOl的一端、電阻R2的一端和運算放大器的輸入負(fù)端，電 容ClOl的另一端接電阻R2的另一端和運算放大器的輸出端，運算放大器的輸入正端接信 號地。信號放大電路對接收到的交流信號進(jìn)行放大，放大后的載波信號幅值剛好達(dá)到運 放飽和輸出值，以便后端的低通濾波產(chǎn)生較好的方波。由于運放供電為單向的+9V供電，而 我們的EURIDIS信號為交流載波信號，所以運放正極接SGND(+4. 5V)。(3) 50kHz帶通濾波電路；參照圖4，所述的50kHz帶通濾波電路包括電阻R156、電阻R151、電阻R157、電容 C150、電容C151和一個運算放大器，所述電阻R156 —端為輸入端，另一端接電阻R157的一 端、電容C150的一端和電容C151的一端，電容C150的另一端接電阻R151的一端和運算放 大器的輸入負(fù)端，電阻R151的另一端接電容C151的另一端和運算放大器的輸出端，同時也 是信號輸出端，電阻R157的另一端和運算放大器的輸入正端接信號地。50kHz帶通濾波電路濾除接收信號中除50kHz以外的所有頻率的干擾信號。(4)全波整流電路；參照圖5，所述的全波整流電路包括電阻Rl52、電阻Rl50、電阻Rl58、二極管D150、 二極管D151、第一運算放大器、電阻Rl70、電阻R160、電阻R161、二極管D152、二極管D153、 第二運算放大器、電阻R154和第三運算放大器，所述電阻R152的一端為輸入端，另一端接 電阻R150的一端、二極管D150的陰極和第一運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R150的另一端 接二極管D151的陽極和電阻R158的一端，二極管D150的陽極接二極管D151的陰極和第 一運算放大器的輸出端，第一運算放大器的輸入正端接信號地；電阻R170端為輸入端，另 一端接電阻R160的一端、二極管D152陰極和第二運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R160的另 一端接二極管D153陽極和電阻R161的一端，二極管D152的陽極接二極管D153的陰極和 第二運算放大器的輸出端，第二運算放大器的輸入正端接信號地；電阻R158的另一端接電 阻R161的另一端、電阻R154的一端和第三運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R154的另一端接 第三運算放大器的輸出端，第三運算放大器的輸入正端接信號地。全波整流電路對接收的EURIDIS載波信號進(jìn)行全波整流，輸出直流信號。(5)三階低通濾波電路；參照圖6，所述的三階低通濾波電路包括電阻R3、電阻R165、電容C2、電容C154、 電阻R166、電容C156、電容C153和一個運算放大器，所述電阻R3的一端為輸入端，另一端 接電阻R165的一端和電容C2的一端，電阻R165的另一端接電阻R166的一端和電容C154 的一端，電容C154的另一端接運算放大器的輸入負(fù)端和輸出端，電阻R166的另一端接電容 C156的一端和運算放大器的輸入正端，電容C2和電容C156的另一端接信號地，電容C153 兩端分別接電源正端和地。三階低通濾波電路對整流后的直流信號進(jìn)行低通濾波，接收到的50kHz正弦的載 波信號經(jīng)濾波后變成近似的方波信號。[0064](6)滯環(huán)比較及輸出電路；參照圖7，所述的滯環(huán)比較及輸出電路包括電阻R163、電阻R162、電阻R171、一個 運算放大器、電阻R5地、電阻R29、二極管D1、二極管D2、二極管D3和一個三極管，所述電阻 R163的一端為輸入端，另一端接運算放大器的輸入正端，電阻R162的一端接電源正端，另 一端接電阻R171的一端和運算放大器的輸入負(fù)端，運算放大器的輸出端接電阻R4的一端 和電阻R5的一端，電阻R5的另一端接二極管Dl的陽極，二極管Dl的陰極接二極管D2的 陽極，二極管D2的陰極接二極管D3的陽極，二極管D3的陰極接電阻R29的一端和三極管 的基極，三極管的集電極接EURIDIS RXD信號，電阻171的另一端、電阻R4的另一端、電阻 R29的另一端和三極管的發(fā)射極接地。滯環(huán)比較及輸出電路對濾波后的近似方波信號進(jìn)行滯環(huán)比較，輸出較好的方波信 號，這里標(biāo)準(zhǔn)比較電平的確定需要保證輸出方波高低電平的占空比接近1 1，故R162和 R171要求使用精度為的電阻。因為EURIDIS要求有載波信號輸出為“0”，無載波為“1”， 所以使用三級管8050取反一次。二極管Dl，D2，D3將比較器輸出方波的低電平降為0V。2. EURIDIS發(fā)送電路(TIC發(fā)送電路與EURIDIS發(fā)送電路相同)(1)帶通濾波器；參照圖8，所述的帶通濾波器包括電阻R16、電阻R17、電阻R18、電容C22、電容 C23、電容C24和一個運算放大器，所述的電阻R17的一端接50kHz的方波信號，另一端接電 阻R18的一端、電容C22的一端和電容C23的一端，電容C22的另一端接電阻R16的一端和 運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R161的另一端接電容C23的另一端和運算放大器的輸出端， 運算放大器的輸入正端接信號地。50kHz的方波信號經(jīng)帶通濾波器后生成用于載波發(fā)送的50kHz正弦信號。在本實 施方式中的方波信號需外部提供，亦可修改為模塊內(nèi)部通過555定時器產(chǎn)生方波信號。(2)信號發(fā)送電路；參照圖9，所述的信號發(fā)送電路包括兩個結(jié)構(gòu)相同的電平翻轉(zhuǎn)電路和一個模擬開 關(guān)電路，其中兩個電平翻轉(zhuǎn)電路分別用于連接EURIDIS TXD和TIC TXD。所述的用于連接 EURIDIS TXD的電平翻轉(zhuǎn)電路包括電阻R19、電阻R20、電阻R21和一個三極管，所述電阻R19 的一端接EURIDIS TXD信號，另一端接電阻R21和三極管的基極，電阻R20的一端接電源正 端，另一端接三極管的集電極和模擬開關(guān)電路的輸入端，電阻R21的另一端和三極管的發(fā) 射極接地。模擬開關(guān)采用飛利浦公司生產(chǎn)的HEF4066芯片，對50kHz信號進(jìn)行切換。其中開關(guān) 控制信號為高電平時，輸出即輸入(50kHz正弦信號)，開關(guān)信號為低電平時，輸出0V。使用 三極管對數(shù)字發(fā)送信號進(jìn)行電平翻轉(zhuǎn)，然后進(jìn)行50kHz信號開關(guān)輸出，最終輸出效果為“0” 有載波輸出，“1”無載波輸出。(3)帶發(fā)送使能端的信號放大發(fā)送電路。參照圖10，所述的帶發(fā)送使能端的信號放大電路和信號耦合電路，其中放大電路 采用TI公司生產(chǎn)的TLC083芯片，包括電阻R10、電阻R11、電容C28電容C6和電阻R14，所 述的電阻RlO的一端為輸入端，另一端接電阻Rll的一端、電容C28的一端和運算放大器的 輸入負(fù)端，電阻Rll的另一端接電容C28的另一端、運算放大器的輸出端和信號耦合電路的 輸入，運算放大器的輸入正端接信號地。[0076]模擬開關(guān)切換后的載波信號最后經(jīng)放大電路(運放采用TI公司的TLC083)和耦 合變壓器發(fā)送到EURIDIS連接線上。由于EURIDIS為半雙工通信電路，所以發(fā)送信號時，運 放的使能端使能；當(dāng)接收信號時，運放不使能，輸出端為高阻態(tài)，不對接收電路產(chǎn)生影響。由于模擬開關(guān)的切換，輸出的載波信號邊緣會有開關(guān)噪音，這里需要調(diào)整電容C28 及隔直電容C6將噪音降到最低。本模塊與電能表連接后，可以完成50kHz載波信號的調(diào)制與解調(diào)工作，通過 EURIDIS總線實現(xiàn)通信及自動抄表等功能。對于EURIDIS和TIC載波信號的參數(shù)要求如下載波包絡(luò)的參數(shù)特性參照圖1。 載波傳輸信號參數(shù)要求參照表1。表 1
技術(shù)要求參數(shù)參數(shù)要求值傳輸“1”時，無載波電平值Vevhl<0.1V傳輸“0”時，有載波電平值最小值VevlO總線上有100Ω電阻時1.2V總線上有31.8nF電容時1.5V傳輸“0”時，有載波電平值最大值VevhO總線上有100Ω電阻時1.8V總線上有31.8nF電容時2.5V傳輸“1”時無載波電平持續(xù)的最短時間Tevl1200bps傳輸速率下為750uS傳輸“0”時有載波電平持續(xù)的最短時間TevO1200bps傳輸速率下為750uS傳輸“0”時，載波信號幅值波動最大允許值20%載波持續(xù)傳輸期間，諧波失真率最大允許值15%傳輸波特率誤差允許范圍1200 bps士 1%輸出中止后總線上傳輸噪音最大允許值50 mV同時對于接收到的數(shù)字信號及接收裝置本身要求如下1、接收到的數(shù)字信號要滿足高低電平占空比接近1 1;2、對于載波振幅在1. 5V-8. 5V的載波信號均可接收；3、對于載波頻率在47. 75K-52. 5K的載波信號均可接收；4、接收器對于IkHz-IMHz之間的峰值為0. 25V的持續(xù)信號不敏感；5、接收器對于寬度為5uS的20V脈沖信號不敏感。本實用新型自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路部分具體參數(shù)實測如下Euridis調(diào)制解調(diào)器測試，傳輸速率9600bps，發(fā)送載波信號測試部分?jǐn)?shù)據(jù)參照表 2。表權(quán)利要求1.用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，包括接收電路和發(fā)送電路，其特征在于 所述的接收電路包括信號耦合電路，接收EURIDIS載波信號，經(jīng)電容C6隔離直流和耦合變壓器Tl后輸出隔 直后載波信號；信號放大電路，將信號耦合電路輸出的隔直載波信號放大到幅值飽和后輸出；50kHz帶通濾波電路，濾除信號放大電路輸出的飽和載波信號中除50kHz以外的所有 頻率的干擾信號；全波整流電路，將50kHz帶通濾波電路輸出的濾除干擾后的載波信號進(jìn)行全波整流， 輸出直流載波信號；三階低通濾波電路，對全波整流電路輸出的直流載波信號進(jìn)行低通濾波，變成近似的 方波信號；滯環(huán)比較及輸出電路，對三階低通濾波電路輸出的近似方波信號進(jìn)行滯環(huán)比較，輸出 較好的方波信號；所述的發(fā)送電路包括帶通濾波器，將50kHz的方波信號生成用于載波發(fā)送的50kHz正弦信號；信號發(fā)送電路，使用模擬開關(guān)對帶通濾波器輸出的50kHz正弦信號進(jìn)行切換，實現(xiàn)載 波信號的0，1傳輸；帶發(fā)送使能端的信號放大發(fā)送電路，將信號發(fā)送電路的輸出的載波信號經(jīng)放大電路和 信號耦合電路發(fā)送到EURIDIS連接線上。
2.如權(quán)利要求1所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述的 接收電路中的信號耦合電路和發(fā)送電路中的信號耦合電路共用同一電路。
3.如權(quán)利要求2所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述的 信號耦合電路包括電容C6、電容C8、電容C21、二極管D154、二極管D155、電阻R14、電阻R28 和耦合變壓器Tl，所述電容C8 —端接EURIDIS輸入1端，電容C8的另一端接電阻R28的 一端和耦合變壓器Tl原邊繞組的一端，電阻R28的另一端接EURIDIS輸入2端和耦合變壓 器Tl原邊繞組的另一端，耦合變壓器Tl副邊繞組的一端接電容C21的一端和電阻R14的 一端，耦合變壓器Tl副邊繞組的另一端接電容C21的另一端和信號地，電阻R14的另一端 接電容C6的一端，電容C6的另一端接二極管D154的陽極和二極管D155的陰極，同時也是 信號輸出端，二極管D154的陰極接電源正端，二極管D155的陽極接地。
4.如權(quán)利要求2所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述的 信號放大電路包括電容Cl、電容ClOl、電阻R1、電阻R2和一個運算放大器，所述電容Cl的 一端為輸入端，另一端接電阻Rl的一端，電阻Rl的另一端接電容ClOl的一端、電阻R2的 一端和運算放大器的輸入負(fù)端，電容ClOl的另一端接電阻R2的另一端和運算放大器的輸 出端，運算放大器的輸入正端接信號地。
5.如權(quán)利要求2所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述的 50kHz帶通濾波電路包括電阻R156、電阻R151、電阻R157、電容C150、電容C151和一個運算 放大器，所述電阻R156 —端為輸入端，另一端接電阻R157的一端、電容C150的一端和電容 C151的一端，電容C150的另一端接電阻R151的一端和運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R151 的另一端接電容C151的另一端和運算放大器的輸出端，同時也是信號輸出端，電阻R157的另一端和運算放大器的輸入正端接信號地。
6.如權(quán)利要求2所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述 的全波整流電路包括電阻R152、電阻R150、電阻R158、二極管D150、二極管D151、第一運算 放大器、電阻R170、電阻R160、電阻R161、二極管D152、二極管D153、第二運算放大器、電阻 R154和第三運算放大器，所述電阻R152的一端為輸入端，另一端接電阻R150的一端、二極 管D150的陰極和第一運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R150的另一端接二極管D151的陽極和 電阻R158的一端，二極管D150的陽極接二極管D151的陰極和第一運算放大器的輸出端， 第一運算放大器的輸入正端接信號地；電阻R170端為輸入端，另一端接電阻R160的一端、 二極管D152陰極和第二運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R160的另一端接二極管D153陽極 和電阻R161的一端，二極管D152的陽極接二極管D153的陰極和第二運算放大器的輸出 端，第二運算放大器的輸入正端接信號地；電阻R158的另一端接電阻R161的另一端、電阻 R154的一端和第三運算放大器的輸入負(fù)端，電阻R154的另一端接第三運算放大器的輸出 端，第三運算放大器的輸入正端接信號地。
7.如權(quán)利要求2所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述的 三階低通濾波電路包括電阻R3、電阻R165、電容C2、電容C154、電阻R166、電容C156、電容 C153和一個運算放大器，所述電阻R3的一端為輸入端，另一端接電阻R165的一端和電容 C2的一端，電阻R165的另一端接電阻R166的一端和電容C154的一端，電容C154的另一端 接運算放大器的輸入負(fù)端和輸出端，電阻R166的另一端接電容C156的一端和運算放大器 的輸入正端，電容C2和電容C156的另一端接信號地，電容C153兩端分別接電源正端和地。
8.如權(quán)利要求2所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述的 滯環(huán)比較及輸出電路包括電阻R163、電阻R162、電阻R171、一個運算放大器、電阻R5地、電 阻R29、二極管D1、二極管D2、二極管D3和一個三極管，所述電阻R163的一端為輸入端，另 一端接運算放大器的輸入正端，電阻R162的一端接電源正端，另一端接電阻R171的一端和 運算放大器的輸入負(fù)端，運算放大器的輸出端接電阻R4的一端和電阻R5的一端，電阻R5 的另一端接二極管Dl的陽極，二極管Dl的陰極接二極管D2的陽極，二極管D2的陰極接二 極管D3的陽極，二極管D3的陰極接電阻R29的一端和三極管的基極，三極管的集電極接 EURIDIS RXD信號，電阻171的另一端、電阻R4的另一端、電阻R29的另一端和三極管的發(fā) 射極接地。
9.如權(quán)利要求2所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述的 帶通濾波器包括電阻R16、電阻R17、電阻R18、電容C22、電容C23、電容C24和一個運算放大 器，所述的電阻R17的一端接50kHz的方波信號，另一端接電阻R18的一端、電容C22的一 端和電容C23的一端，電容C22的另一端接電阻R16的一端和運算放大器的輸入負(fù)端，電阻 R161的另一端接電容C23的另一端和運算放大器的輸出端，運算放大器的輸入正端接信號 地。
10.如權(quán)利要求9所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述 50kHz輸入的方波信號為外部信號，或者由本發(fā)明通信電路內(nèi)部通過555定時器產(chǎn)生。
11.如權(quán)利要求2所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述 的信號發(fā)送電路包括兩個結(jié)構(gòu)相同的電平翻轉(zhuǎn)電路和一個模擬開關(guān)電路，其中兩個電平翻 轉(zhuǎn)電路分別用于連接EURIDIS TXD和TIC TXD。
12.如權(quán)利要求11所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述 的用于連接EURIDIS TXD的電平翻轉(zhuǎn)電路包括電阻R19、電阻R20、電阻R21和一個三極管， 所述電阻R19的一端接EURIDIS TXD信號，另一端接電阻R21和三極管的基極，電阻R20的 一端接電源正端，另一端接三極管的集電極和模擬開關(guān)電路的輸入端，電阻R21的另一端 和三極管的發(fā)射極接地。
13.如權(quán)利要求2所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特征在于所述 的帶發(fā)送使能端的信號放大發(fā)送電路包括電阻R10、電阻Rl 1、電容C28電容C6、電阻R14和 信號耦合電路，所述的電阻RlO的一端為輸入端，另一端接電阻Rll的一端、電容C28的一 端和運算放大器的輸入負(fù)端，電阻Rll的另一端接電容C28的另一端、運算放大器的輸出端 和信號耦合電路的輸入，運算放大器的輸入正端接信號地。
14.如權(quán)利要求1-13任何一項所述的用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，其特 征在于本發(fā)明的通信電路采用插針式接口與電表互聯(lián)。
專利摘要本實用新型提供了一種用于自動抄表系統(tǒng)的雙絞線載波通信電路，包括接收電路和發(fā)送電路，所述的接收電路包括信號耦合電路、信號放大電路、50kHz帶通濾波電路、全波整流電路、三階低通濾波電路和滯環(huán)比較及輸出電路；所述的發(fā)送電路包括帶通濾波器、信號發(fā)送電路和帶發(fā)送使能端的信號放大發(fā)送電路。使用本實用新型電路產(chǎn)生或接收的載波通信信號滿足IEC62056-31標(biāo)準(zhǔn)中對于調(diào)制信號和解調(diào)信號參數(shù)的所有要求。同時，本實用新型電路結(jié)構(gòu)簡單，安全可靠，符合電能表各電磁兼容實驗要求。
文檔編號H04B3/54GK201869196SQ20102064019
公開日2011年6月15日 申請日期2010年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月1日
發(fā)明者張鵬 申請人:浙江正泰儀器儀表有限責(zé)任公司