[发明专利]一种电力线载波通讯的电路

说明书

所属技术领域

本发明专利涉及一种利用电力线载波通讯来传输数据的电路，特别是一种接收端采用电桥平衡的原理来检测发射机发射信号的电路，本发明专利属于电子学领域。

背景技术

电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波的方式将模拟或数字信号进行传输的技术，其最大特点是不需要重新敷设通讯线，只要借助现有电力线，就能进行数据传输，所以，这是最简便易行的有线通讯方式，具有很大的发展前景，然而目前常见的电力载波通讯装置的收发电路比较复杂、成本比较高，由于这些原因，阻碍了电力线载波通讯产品的普及和推广。

目前现有的电力线载波通讯的电路，其接收端的电路比较复杂，一般要有LC选频电路、放大、锁相环解调，或者由专用的电力线载波通讯的MODEM芯片组成，其工作原理为：发射端根据要传输数据的内容，把数据调制到一个高频载波上，经放大后，耦合到电力线上，接收端接收的信号，先要通过LC选频电路把高频载波信号选出来，再经过放大，由锁相环解调电路或由专用的电力线载波通讯的MODEM芯片解出载波信号的内容，由于这种方式是通过弱信号的放大和解调来还原出原来的信号，容易受到电网中高次谐波等杂波的干扰，抗干扰性差。

发明内容

本发明专利的目的，在于设计一种简单、可靠、成本低的电力线载波通讯的电路，使电力线载波通讯产品的电路得到简化、成本降低、体积减小，使得利用电力线载波通讯技术的产品能得到广泛的使用。

本发明专利所述的一种电力线载波通讯电路，其接收端的工作原理和现有的电力线载波通讯装置接收端的工作原理完全不同，发射机利用电力线耦合发送含有信息内容的高频交流电信号，接收装置内由电阻、电容、电感元件构成一个检测电桥，电桥桥臂的交点接有光耦元件中的发光二极管，根据电容和电感在不同频率的交流电路里会呈现不同的容抗和感抗的特性，在电力线上只有50Hz工频交流电时，电桥基本平衡，光耦元件中的发光二极管不发光，在发射机向电力线耦合发射高频交流电时，电桥会失去平衡，光耦元件中的发光二极管发光，从而使接收装置电路能够检测到发射机发射的数据信息，实现利用电力线，由发射机向接收装置传送数据信息的功能。

电容在交流电路里会呈现一个容抗，在正弦波电路里的电容的容抗计算公式为：Xc＝1/(ω×C)＝1/(2×π×f×C)，由此可以看出，一个容量已经确定的电容，在频率低的电路里会呈现出较大的容抗，在频率高的电路里会呈现出较小的容抗，虽然这是在正弦波电路的容抗计算公式，在非正弦波的交流电路里，虽然计算公式不同，但容抗与频率成反比的规律依然成立。

电感在交流电路里会呈现一个感抗，在正弦波电路里的电感的感抗计算公式为：X_L＝ω×L＝2×π×f×L，由此可以看出，一个电感量已经确定的电感，在频率低的电路里会呈现出较小的感抗，在频率高的电路里会呈现出较大的感抗，虽然这是在正弦波电路的感抗计算公式，在非正弦波的交流电路里，虽然计算公式不同，但感抗与频率成正比的规律依然成立。

本发明专利所述的一种电力线载波通讯电路，其接收端检测电桥的典型电路如附图1所示，其中：1.接电力线的一端，2.接电力线的另一端，(1)和(2)之间接有一个电阻R1和电容C1串联的支路，其中R1和C1的连接点称之为A点，(1)和(2)之间还接有一个电阻R2和电容C2与电感L1串联的支路，其中R2和C2的连接点称之为B点，在A、B点之间接有一个光耦元件U1中的发光二极管，在其两端还并联了一个极性相反的二极管D1，其作用是为了保护U1中的发光二极管不至于承受过大的反向电压而损坏，R1和R2的电阻值相等，C1和C2的电容量相等。

先假设L1的电感量为0，即L1不存在，这时R1、R2、C1、C2组成一个电桥，这四个元件分别是电桥中的一个臂，如果R1＝R2，C1＝C2，这时电桥是平衡的，A、B两点之间的电位是相等的，即A、B之间不会有电流的流动，U1中的发光二极管不会发光，如果将这个平衡电桥的两端(1)、(2)接到任何频率的交流电路里，电桥仍然是平衡的，U1中的发光二极管不会发光，如果C2和(2)之间接有电感L1，则此电桥会成为一个不平衡的电桥，由于电感和电容在不同频率的交流电路里会呈现不同的感抗和容抗，这个电桥在不同频率的交流电路中会呈现不同的效果。发射机向电力线上耦合发射的高频交流电信号的频率在几十KHz到二、三百KHz之间，L1的取值范围为几十μH到几百μH之间，假设发射机向电力线上发射的是100KHz的高频正弦波交流电信号，L1的电感量为100μH。