專利名稱：一種低壓電力線載波信道檢測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低壓電力線載波信道檢測儀，乃是用于低壓電力線進(jìn)行載波信道檢測和載波通信功能判斷。
背景技術(shù)：
低壓電力線載波通信是利用低壓電力線作為傳輸載體的一種通信方式，國內(nèi)外從事該方面的研究很多，市場上已經(jīng)有相當(dāng)數(shù)量的產(chǎn)品應(yīng)用在抄表、信息采集等領(lǐng)域，由于低壓電力線本身是輸送工頻電能的，并不是專為載波通信鋪設(shè)的，這些低壓線路存在高頻噪聲和衰減特征，造成載波產(chǎn)品在調(diào)試和現(xiàn)場應(yīng)用過程中出現(xiàn)各式各樣的通信問題，使用者缺乏必要的檢測設(shè)備無法進(jìn)行分析和判斷，影響了載波產(chǎn)品的推廣速度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種低壓電力線載波信道檢測儀，其目的旨在有效克服現(xiàn)有技術(shù)所存在的上述缺陷。本發(fā)明的技術(shù)解決方案其結(jié)構(gòu)包括工頻隔離高頻取樣電路、A/D采樣電路、 FPGA+DSP、核心單元、載波模塊、載波衰減和工頻隔離電路、長數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、人機界面和接口單元；其中工頻隔離高頻取樣電路的信號輸入端接低壓電力線，工頻隔離高頻取樣電路的信號輸出端與A/D采樣電路的信號輸入端相接，A/D采樣電路的信號輸出/輸入端與 FPGA+DSP的第一信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，F(xiàn)PGA+DSP的第二信號輸入/輸出端與核心單元的第一信號輸出/輸入端對應(yīng)相接，核心單元的第二信號輸出/輸入端與長數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，核心單元的第三信號輸出/輸入端與人機界面和接口單元的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，核心單元的信號輸出端與載波模塊的信號輸入端相接， 載波模塊的信號輸出端與載波衰減和工頻隔離電路的信號輸入端相接，載波衰減和工頻隔離電路的信號輸出端接低壓電力線。本發(fā)明的優(yōu)點通過對現(xiàn)場低壓電力線載波信道進(jìn)行測試，給出顯示圖形，并結(jié)合載波衰減的實際通信效果，幫助使用者進(jìn)行分析和判斷，可以較快地解決低壓電力線載波產(chǎn)品調(diào)試和現(xiàn)場應(yīng)用問題。


附圖1是低壓電力線載波信道檢測儀的結(jié)構(gòu)圖。附圖2是工頻隔離高頻取樣電路結(jié)構(gòu)圖。附圖3載波衰減和工頻隔離電路聯(lián)接在載波模塊的示意圖。附圖4是負(fù)責(zé)管理上述單元的工作過程示意圖。
具體實施例方式對照附圖1，其結(jié)構(gòu)包括工頻隔離高頻取樣電路、A/D采樣電路、FPGA+DSP、核心單元、載波模塊、載波衰減和工頻隔離電路、長數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、人機界面和接口單元；其中工頻隔離高頻取樣電路的信號輸入端接低壓電力線，工頻隔離高頻取樣電路的信號輸出端與A/ D采樣電路的信號輸入端相接，A/D采樣電路的信號輸出/輸入端與FPGA+DSP的第一信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，F(xiàn)PGA+DSP的第二信號輸入/輸出端與核心單元的第一信號輸出/ 輸入端對應(yīng)相接，核心單元的第二信號輸出/輸入端與長數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，核心單元的第三信號輸出/輸入端與人機界面和接口單元的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，核心單元的信號輸出端與載波模塊的信號輸入端相接，載波模塊的信號輸出端與載波衰減和工頻隔離電路的信號輸入端相接，載波衰減和工頻隔離電路的信號輸出端接低壓電力線。所述的工頻隔離高頻取樣電路(如圖2)，將工頻220V電壓經(jīng)過阻抗隔離后降低工頻電壓，使工頻對后續(xù)電路不再構(gòu)成影響，由于工頻隔離器設(shè)計時僅對工頻等低頻成分進(jìn)行衰減，而載波頻段屬于高頻，所以載波頻段高頻信號電壓經(jīng)過工頻隔離電路幾乎不受影響，高頻取樣電路設(shè)計時將工頻進(jìn)一步降低，并同時提取高頻信號，經(jīng)過直流電平轉(zhuǎn)換和增益調(diào)節(jié)，使信號符合A/D采樣的范圍，再送A/D采樣電路；所述的A/D采樣電路，ADC分辨率14bit以上，采樣率10MSPS以上，如AD9240，通過高通濾波器僅對載波頻段高頻信號進(jìn)行采樣處理，為了防止采樣出現(xiàn)混疊，一方面提高采樣頻率必須兩倍于被采樣信號的最高頻率，另一方面設(shè)置了更高頻率的低通防混疊濾波器，該采樣電路將載波頻段高頻模擬信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，以便后級處理；所述的FPGA+DSP由大規(guī)模邏輯門陳列FPGA和數(shù)字信號處理器DSP構(gòu)成，F(xiàn)PGA如 ALTERA CycloneIII (EP3C25E144)接收核心單元的相關(guān)命令，負(fù)責(zé)A/D采樣定時時序控制， 并執(zhí)行IOM點FFT運算，DSP將原始采樣數(shù)據(jù)和FFT數(shù)據(jù)進(jìn)行分類處理，并承擔(dān)與核心單元的數(shù)據(jù)通信任務(wù)；所述的核心單元(mini2440 Samsung S3C2440AL)是載波信道檢測儀的核心處理器，負(fù)責(zé)管理上述單元的工作過程(如圖4)，核心單元一上電就自動進(jìn)行工作，進(jìn)行檢測儀的初始化、設(shè)置人機界面、監(jiān)視通信端口等，當(dāng)人機界面出現(xiàn)響應(yīng)時，立即處理相關(guān)要求，并轉(zhuǎn)換成命令控制字，控制FPGA進(jìn)行信號采樣和FFT運算工作，與DSP進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，將原始數(shù)據(jù)與FFT數(shù)據(jù)進(jìn)行信號波形顯示和頻譜顯示等工作，還可以根據(jù)需要，存儲這些數(shù)據(jù)。在通信方式選擇載波方式時，還可以設(shè)置載波通信參數(shù)和載波衰減參數(shù)，控制載波模塊發(fā)送正確的通信代碼，以判斷載波通信狀態(tài)是否正確等；所述的載波模塊(一種用于低壓電力線上利用載波進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的模塊)選用國內(nèi)主流載波通信模塊(如曉程模塊、鼎新模塊、東軟模塊、瑞斯康模塊等)，可以根據(jù)需要進(jìn)行現(xiàn)場更換，該載波模塊負(fù)責(zé)特定載波信號的接收和發(fā)送，該模塊的工作受到核心單元的控制；所述的載波衰減和工頻隔離電路聯(lián)接在載波模塊(如圖3)與低壓電力線之間，載波信號經(jīng)過0dB/20dB/40dB可控衰減器衰減后送到高頻諧振耦合電路，諧振頻率在載波頻率中心附近，工頻隔離電路由電容電感等無源器件組成，起到隔離工頻作用，同時將載波信號引入低壓電力線。該模塊可以模擬低壓線路的衰減特征，幫助使用者分析和判斷現(xiàn)場載波通信產(chǎn)品是否正常工作等；所述的長數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)(如SSD1GB/2GB/4GB/8GB等)是一個大容量存儲器，可以
4將A/D采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行長時間存儲，取決于存儲器的容量大小，該部分電路受到核心單元的控制和管理；人機界面和接口單元由LCD液晶屏、控制器和按鍵組成，按鍵負(fù)責(zé)界面管理、參數(shù)設(shè)置和通信接口的配置操作，液晶屏有波形顯示和頻譜顯示功能。本發(fā)明的一種低壓電力線載波信道檢測儀，通過對現(xiàn)場低壓電力線載波信道進(jìn)行測試，給出顯示圖形，并結(jié)合載波衰減的實際通信效果，幫助使用者進(jìn)行分析和判斷，可以較快地解決低壓電力線載波產(chǎn)品調(diào)試和現(xiàn)場應(yīng)用問題。
權(quán)利要求
1. 一種低壓電力線載波信道檢測儀，其特征包括工頻隔離高頻取樣電路、A/D采樣電路、FPGA+DSP、核心單元、載波模塊、載波衰減和工頻隔離電路、長數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、人機界面和接口單元；其中工頻隔離高頻取樣電路的信號輸入端接低壓電力線，工頻隔離高頻取樣電路的信號輸出端與A/D采樣電路的信號輸入端相接，A/D采樣電路的信號輸出/輸入端與FPGA+DSP的第一信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，F(xiàn)PGA+DSP的第二信號輸入/輸出端與核心單元的第一信號輸出/輸入端對應(yīng)相接，核心單元的第二信號輸出/輸入端與長數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，核心單元的第三信號輸出/輸入端與人機界面和接口單元的信號輸入/輸出端對應(yīng)相接，核心單元的信號輸出端與載波模塊的信號輸入端相接，載波模塊的信號輸出端與載波衰減和工頻隔離電路的信號輸入端相接，載波衰減和工頻隔離電路的信號輸出端接低壓電力線。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低壓電力線載波信道檢測儀，其特征包括工頻隔離高頻取樣電路、A/D采樣電路、FPGA+DSP、核心單元、載波模塊、載波衰減和工頻隔離電路、長數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)、人機界面和接口單元；本發(fā)明的優(yōu)點通過對低壓電力線的高頻段噪聲進(jìn)行采樣分析和顯示，配合載波通信測試功能，可以幫助用戶分析和判斷低壓集抄現(xiàn)場調(diào)試或檢修中出現(xiàn)的載波通信問題。主要包括工頻隔離高頻取樣電路，A/D采樣電路，F(xiàn)PGA+DSP，核心單元，載波模塊，載波衰減和工頻隔離電路，長數(shù)據(jù)存儲系統(tǒng)，人機界面和接口單元等。
文檔編號H04B3/46GK102420637SQ20111032366
公開日2012年4月18日 申請日期2011年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月19日
發(fā)明者趙永春, 陸健友, 顏庭喬 申請人:南京新聯(lián)電子股份有限公司, 南京新聯(lián)電訊儀器有限公司, 南京致德軟件科技有限公司