[发明专利]低功耗电力载波通信电路及方法

说明书

技术领域

本发明属于电力载波通信技术领域，具体涉及一种低功耗电力载波通信电路及方法。

背景技术

电力线载波通信所使用的载频分布范围为：欧洲(CENELEC):3-148.5KHz，北美(FCC):100-450KHz。在该种载频进行通信中，具有信号衰减大以及噪声干扰强的问题，在该种载频通信条件下，通常的电力线载波接收电路是外差架构的电路。

如图1和图2所示，为现有技术中出现的电力线载波接收电路架构，其中，图1为电力线载波接收机前端电路和功能模块图；图2为电力线载波接收机前端电路的具体电路图。在图1中，输入载波信号首先经过预放大单元提供一定增益，再经混频器与本振单元，进行本振信号混频后，得到fc±fL0信号，再利用中频陶瓷滤波器取出fc+fL0或fc-fL0信号，被取出的信号经限幅器限幅以及鉴频器鉴频后，得到基带数字信号。为实现图1功能，在图2所示具体电路中，包含集成芯片和外围器件，由图可见，陶瓷滤波器Z1、鉴频器Z2均无法集成在该芯片中。

另外，在图2中，采用陶瓷滤波器(CFWLA455KA)的幅频响应，陶瓷滤波器的通带为455±6kHz，在带外455±12kHz处抑制能力超过-50dB。

在上述架构中，由于采用的陶瓷滤波器和CMOS工艺无法兼容，因此，陶瓷滤波器无法集成在芯片上，导致系统成本的增加。另一方面，陶瓷滤波器只能取455kHz或4556kHz，会造成中频固定，只能依靠改变本振频率达到改变接收信号频率的目的，而系统晶振不能随意改变，这就需要片上设置载波相位跟踪，甚至需要复杂的小数分频电路或更换系统晶振。另外，陶瓷滤波器的插入损耗通常为6dB以上，使接收机的信噪比损失6dB，降低了系统灵敏度。

可见，如果对现有电力线载波接收电路进行改进，具有重要现实意义。

发明内容

针对现有技术存在的缺陷，本发明提供一种低功耗电力载波通信电路及方 法，可有效解决上述问题。

本发明采用的技术方案如下：

本发明提供一种低功耗电力载波通信电路，包括整合在同一芯片上的片上模块，用于将外部耦合至的载波信号进行混频、带通滤波和解调处理后，获得所述载波信号所携带的通信信息；其中，进行带通滤波的器件完全处于所述芯片上。

优选的，所述片上模块至少包括：

本振信号提供电路，所述本振信号提供电路用于提供第一预设频率的本振信号；

混频器，所述混频器用于将所述本振信号提供电路所提供的本振信号和所述片上模块输出的信号进行混频，进而获得中频信号；

有源带通滤波器，所述有源带通滤波器用于从所述中频信号中提取第二预设频率的信号；

解调器，所述解调器用于将所述第二预设频率的信号进行解调处理，从而获得所述载波信号所携带的通信信息。

优选的，还包括：

用于检测信号强度的输入信号强度指示电路，以及用于根据信号强度控制片上部分的高功耗器件工作模式的睡眠模式控制单元。

本发明还提供一种低功耗电力载波通信电路的工作方法，包括以下步骤：

步骤1，处于芯片上的混频器将电力线传输的载波信号和本振信号提供电路所提供的本振信号进行混频后，输出中频信号；

步骤2，完全处于芯片上的有源带通滤波器对混频器输出的中频信号进行滤波，并将滤波后的信号输出至解调器进行解调，进而获得载波信号所携带的通信信息。

优选的，还包括：

步骤3，低功耗电力载波通信电路的信号强度指示电路检测自身输入端接入的信号强度后，送入睡眠模式控制单元；

所述睡眠模式控制单元将所述信号强度指示电路检测到的信号强度与参考 门限比较，当信号强度未超过参考门限时，所述睡眠模式控制单元控制片上模块的高功耗器件处于低功耗睡眠模式。

本发明提供的低功耗电力载波通信电路及方法具有以下优点：

(1)在片上直接采用有源带通滤波器，可省却在片外接设造价较高的陶瓷滤波器，从而有效降低成本，提高设计的灵活性。

(2)在片上配置输入信号指示电路和睡眠模式控制单元，用于控制片上高功耗器件的工作模式，例如，解调器等高功耗器件，从而有效降低功耗。

附图说明

图1为现有技术提供的电力线载波接收电路架构的原理示意图；

图2为现有技术提供的电力线载波接收电路架构的电路实现图；

图3为本发明提供的低功耗电力载波通信电路的基本架构示意图。

具体实施方式