一種基于ofdm模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，該電路包括載波控制電路、過零檢測電路和信號耦合電路，所述載波控制電路由SSC1650芯片及外圍電路構(gòu)成；所述SSC1650芯片，該芯片包括ARM內(nèi)核芯片、PLL、OFDM基帶、AFE、SPI；所述ARM內(nèi)核芯片通過總線和OFDM基帶、SPI連接；所述芯片還包括PMU?Control、UART、WDT、GPIO、ADC模塊；所述SWD?ICE、PMU?Control、UART、WDT、GPIO、ADC模塊均通過總線和ARM內(nèi)核芯片連接；與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波芯片，最高速率達150kbps，且利用128bits?AES加密機制，保障了通信的安全性。
【專利說明】 —種基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力載波通信電路，具體涉及一種基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著國家智能電網(wǎng)的逐步建立，低壓電力線載波通信技術(shù)在電能及各種能源計量領(lǐng)域得到了深入地應(yīng)用，未來電網(wǎng)必然是用電、計費、通信于一體化的自動化系統(tǒng)，由于載波通信利用電力線本身作為傳輸信道，使得其作為通信手段具有無可比擬的優(yōu)勢，并且電力線載波通信在家用電器自動化控制等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍和前景將會十分廣泛，因此，電力線載波通信具有巨大的經(jīng)濟效益和顯著的社會效益。然而中國電網(wǎng)存在諸多不利于低壓電力線載波通信技術(shù)發(fā)展的因素，例如:電網(wǎng)諧波干擾嚴重、無電器噪聲限制的強制標準、低壓配電網(wǎng)的分支多、其復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了網(wǎng)絡(luò)阻抗時變及非線性，在如此惡劣的電網(wǎng)環(huán)境下，實現(xiàn)低壓電力載波通訊技術(shù)的關(guān)鍵在于解決電力線網(wǎng)絡(luò)的阻抗匹配、電力線信號衰減、噪聲及干擾等問題?，F(xiàn)有的低壓電力線載波通信電路，大多存在電路結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本高、工作電壓范圍窄、保真度差、電流消耗過大等問題。
[0003]中國專利申請?zhí)?01220740043.X，公開了 一種低壓電力線載波通信電路，該電路包括載波控制電路、過零檢測電路和信號耦合電路，所述的載波控制電路與信號耦合電路之間連接有信號放大濾波電路和接收濾波電路，其中，信號濾波放大電路將載波控制電路輸出的模擬信號進行放大、濾波后，經(jīng)過信號耦合電路進入電力線信道中傳輸，電力線信道中傳輸?shù)男盘柦?jīng)信號耦合電路變換后，經(jīng)接收濾波電路消除高頻干擾后輸送至載波控制電路；所述的信號濾波放大電路連接有限流電路，用于控制載波控制電路的輸出電流；過零檢測電路連接于載波控制電路和電力線之間，用于對電力網(wǎng)工頻信號過零進行檢測。本發(fā)明電路簡單，增加了信號放大濾波電路和限流電路，功耗低、保真度高，載波通信性能高；但其所述的載波控制電路采用的是SSC1641控制芯片，僅支持BFSK通信方式，并且只能實現(xiàn)270kHz的載波通信，對于有其他頻段要求，以及其他調(diào)制方式要求的地方滿足不了且需要外加EEPR0M，本發(fā)明的接收濾波電路保護二極管設(shè)置在第2級，保護效果不夠好；且電源電路電流消耗為3mA，損耗比較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決上述問題，本發(fā)明目的于提供一種基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，采用OFDM調(diào)制模式，頻帶利用率高；解決了多徑傳播引起的碼間干擾(ISI)和衰落問題。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:一種基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，該電路包括載波控制電路、過零檢測電路和信號耦合電路；述載波控制電路由SSC1650芯片及外圍電路構(gòu)成；所述SSC1650芯片，該芯片包括ARM內(nèi)核芯片、PLL、OFDM基帶、AFE、SPI ;所述ARM內(nèi)核芯片通過總線和OFDM基帶、SPI連接；所述芯片還包括PMU Contro1、UART、WDT、GPIO、ADC 模塊；所述 SWD ICE,PMU Control、UART、WDT、GPIO、ADC模塊均通過總線和ARM內(nèi)核芯片連接；所述的載波控制電路與信號耦合電路之間連接有信號放大濾波電路和接收濾波電路，所述的信號濾波放大電路連接有限流電路，過零檢測電路連接于載波控制電路和電力線之間，所述通信電路還包括給通信電路供電的電源部分。
[0006]進一步地，所述ADC模塊的分辨率為10位。
[0007]進一步地，所述OFDM基帶和AFE連接。
[0008]進一步地，所述載波控制電路連接有接口電路及指示燈。
[0009]進一步地，所述接收濾波電路包括兩級濾波電路，其中，第一級濾波電路連接信號耦合電路，第二級濾波電路連接載波控制電路；第二級濾波電路輸出端并聯(lián)有鉗位電路。
[0010]再進一步地，所述鉗位電路為由二極管D3和二極管D4倒置并聯(lián)組成的并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)。
[0011]進一步地，所述信號放大濾波電路由ESPA16芯片及其外圍電路構(gòu)成，設(shè)置有功率放大電路、過流保護電路、過溫保護電路和欠壓保護電路，過流保護電路、過溫保護電路和欠壓保護電路均與功率放大電路連接；所述的ESPA16芯片內(nèi)還設(shè)置有中間參考電壓輸出電路。
[0012]進一步地，所述的電源部分為3.3V供電電源，由DC/DC模塊構(gòu)成。
[0013]有益效果:
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波芯片，最高速率達150kbps,且利用128bits AES加密機制,保障了通信的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；
[0016]圖2是本發(fā)明的SSC1650電路結(jié)構(gòu)框圖；
[0017]圖3是本發(fā)明的限流電路電路原理圖；
[0018]圖4是本發(fā)明的ESPA16芯片外圍電路原理圖；
[0019]圖5是本發(fā)明的ESPA16芯片結(jié)構(gòu)圖；
[0020]圖6是本發(fā)明的耦合電路和接收濾波電路的電路原理圖；
[0021]圖7是本發(fā)明的過零檢測電路的電路原理圖；
[0022]圖8是本發(fā)明的電源部分的電路框圖；
[0023]圖9是本發(fā)明的OFDM調(diào)制方式示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的描述:
[0025]如圖1和圖2所示，本發(fā)明的基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，該電路包括載波控制電路、過零檢測電路和信號耦合電路；述載波控制電路由SSC1650芯片及外圍電路構(gòu)成；所述SSC1650芯片，該芯片包括ARM內(nèi)核芯片、PLL、OFDM基帶、AFE、SPI ；所述ARM內(nèi)核芯片通過總線和OFDM基帶、SPI連接；所述芯片還包括PMU Control、UART,WDT、GPIO、ADC 模塊；所述 SWD ICE、PMU Control、UART、WDT、GPIO、ADC 模塊均通過總線和ARM內(nèi)核芯片連接；所述的載波控制電路與信號耦合電路之間連接有信號放大濾波電路和接收濾波電路，所述的信號濾波放大電路連接有限流電路，過零檢測電路連接于載波控制電路和電力線之間，所述通信電路還包括給通信電路供電的電源部分。
[0026]如圖3、圖6、圖7和圖8所示，所述限流電路、信號放大濾波電路、信號耦合電路、接收濾波電路和過零檢測電路為現(xiàn)有技術(shù)，在此不再贅述。
[0027]如圖8所示，所述接收濾波電路包括兩級濾波電路，其中，第一級濾波電路連接信號耦合電路，第二級濾波電路連接載波控制電路；第二級濾波電路輸出端并聯(lián)有鉗位電路；所述鉗位電路為由二極管D3和二極管D4倒置并聯(lián)組成的并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)。
[0028]如圖4和圖5所示，所述信號放大濾波電路由ESPA16芯片及其外圍電路構(gòu)成，設(shè)置有功率放大電路、過流保護電路、過溫保護電路和欠壓保護電路，過流保護電路、過溫保護電路和欠壓保護電路均與功率放大電路連接；所述的ESPA16芯片內(nèi)還設(shè)置有中間參考電壓輸出電路。
[0029]如圖8所示，所述的電源部分為3.3V供電電源，由DC/DC模塊構(gòu)成。
[0030]如圖9所示，本芯片采用OFDM通信方式，即正交頻分復(fù)用技術(shù)，是MCM(Mult1-CarrierModulation)多載波調(diào)制的一種；其主要思想是:將信道分成若干正交子信道，將高速數(shù)據(jù)信號轉(zhuǎn)換成并行的低速子數(shù)據(jù)流，調(diào)制到在每個子信道上進行傳輸；正交信號可以通過在接收端采用相關(guān)技術(shù)來分開，這樣可以減少子信道之間的相互干擾ICI ；每個子信道上的信號帶寬小于信道的相關(guān)帶寬，因此每個子信道上的可以看成平坦性衰落，從而可以消除符號間干擾；而且由于每個子信道的帶寬僅僅是原信道帶寬的一小部分，信道均衡變得相對容易。
[0031]上面所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行描述，并非對本發(fā)明的構(gòu)思和范圍進行限定。在不脫離本發(fā)明設(shè)計構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變型和改進，均應(yīng)落入到本發(fā)明的保護范圍，本發(fā)明請求保護的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【權(quán)利要求】
1.一種基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，該電路包括載波控制電路、過零檢測電路和信號耦合電路，其特征在于:所述載波控制電路由SSC1650芯片及外圍電路構(gòu)成；所述SSC1650芯片，該芯片包括ARM內(nèi)核芯片、PLL、0FDM基帶、AFE、SPI ;所述ARM內(nèi)核芯片通過總線和OFDM基帶、SPI連接；所述芯片還包括PMU Control、UART, WDT、GP10、ADC模塊；所述SWD ICE、PMU Control、UART、WDT、GPIO、ADC模塊均通過總線和ARM內(nèi)核芯片連接；所述的載波控制電路與信號耦合電路之間連接有信號放大濾波電路和接收濾波電路，所述的信號濾波放大電路連接有限流電路，過零檢測電路連接于載波控制電路和電力線之間，所述通信電路還包括給通信電路供電的電源部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，其特征在于:所述ADC模塊的分辨率為10位。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，其特征在于:所述OFDM基帶和AFE連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，其特征在于:所述載波控制電路連接有接口電路及指示燈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，其特征在于:接收濾波電路包括三級濾波電路，其中，第一級濾波電路連接信號耦合電路，第三級濾波電路連接載波控制電路；第三級濾波電路輸出端并聯(lián)有鉗位電路。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，其特征在于:鉗位電路為由二極管D3和二極管D4倒置并聯(lián)組成的并聯(lián)電路結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，其特征在于:信號放大濾波電路由ESPA16芯片及其外圍電路構(gòu)成，設(shè)置有功率放大電路、過流保護電路、過溫保護電路和欠壓保護電路，過流保護電路、過溫保護電路和欠壓保護電路均與功率放大電路連接；所述的ESPA16芯片內(nèi)還設(shè)置有中間參考電壓輸出電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于OFDM模式調(diào)制的低壓電力線載波通信電路，其特征在于:所述的電源部分為3.3V供電電源，由DC/DC模塊構(gòu)成。
【文檔編號】H04L27/26GK103795442SQ201310671615
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】崔健, 胡亞軍, 董海濤, 傅濤, 聶廷衛(wèi), 胡小曄 申請人:青島東軟載波科技股份有限公司