基于低压电力线通信的信号耦合电路设计

通过对低压电力网的结构及其传输特性进行分析,从频带要求、工作衰减要求以及高频阻抗特性分析三方面入手,研究了基于低压电力网的高频载波信号耦合技术。设计了适合低压电力线载波通信系统的宽带耦合电路,为高频信号的高速传输提供了具有良好的阻抗特性和较小的工作衰减的接口电路,并有效地抑制了电路瞬时现象。     

中压电力线宽带载波通信耦合技术研究

中压电力线宽带载波是解决配网自动化瓶颈问题的最佳通信方式,高效、可靠的耦合技术是电力线通信高速宽带化发展的基础,它要求信号在很宽的频带上线性传输,传统的窄带耦合已不能满足要求。作者从网络结构和传输特性的角度,分析中压电力线宽带载波对耦合器的要求,指出10 kV配电网阻抗随频率呈不规则变化。进而采用"电磁耦合"与"阻容耦合"相结合的"复合耦合技术",设计了减小阻抗影响的高效宽带低输出阻抗的耦合电路。最后对耦合电路的频率特性及载波信号加载效率进行分析,结果表明该耦合电路能满足高速宽带的通信需求。     

负载电源中滤波电容对低压电力线载波通信的影响研究

分析不同频率的信号在计算机电源滤波电路中的传输情况,建立基于Matlab低压电力线仿真模型;在模型中接入计算机电源前端滤波电路并接电容,分析接入不同数量的电容时对仿真模型信号传输的影响.得到不同频率的信号通过仿真模型时的输出图形,根据仿真图形确定适合多负载干扰下的电力线载波通信的最佳载频为50 kHz左右.     

基于复合耦合技术的低压电力线载波通信接口电路设计

采用＂电磁耦合＂与＂阻容耦合＂相结合的＂复合耦合技术＂,建立了接口电路模型。分析并设计了基于ST7538的低压电力线载波通信的接口电路,对接口电路进行仿真试验及结果分析。最后,对接口电路的主要性能：载波信号加载效率、幅频特性、通频带、隔离电力网220 V/50 Hz的工频信号能力进行分析。     

电力线正交频分复用通信专用耦合电路的设计与实现

正交频分复用(OFDM)用于低压电力线载波通信能够有效解决噪声、多径和频率选择性衰落等问题。然而，OFDM发送器要求信号在很宽的频带上线性地传输，普通的耦合电路无法满足要求。文中设计了一个能有效减小低压电力线的低阻抗影响的功率匹配和增益平衡电路，用来将信号耦合到电力线上，其传输频带为0．1MHz-30．0MHz。该设计的首要目的是实现网络信号的最大功率传输。在居民区和工业区进行了试验测量，文中说明了试验目的和试验结果。     

ICPT系统电能信号共享通道实时同步传输方法研究

针对利用感应耦合电能传输(inductively coupled power transfer,ICPT)系统电能传输通道实现数字信号实时、双向传输问题,提出一种基于载波方式实现信号传输的新方法。电能传输耦合机构作为电能与信号传输的共享通道,可以传输电能与信号这两种不同频率的波。信号加载和检波电路直接并联在电能传输耦合机构上,并在电能传输谐振电容与耦合机构间串联阻波电路,数字信号经调制后加载到传输通道,然后直接经过电能传输耦合机构传输,避免通过电能传输谐振电容而被削弱。通过分析电能传输及信号传输通道的衰减增益,以及电能传输对信号传输的干扰,确定所提方法的可行性,最后搭建实验平台验证所提方法的正确性。     

复用保护电力线载波机功率的选取原则

220 kV及以上电压等级的很多电力线路使用电力线载波机传输高频保护信号。为了满足保护信号的传输要求,讨论了电力线载波机的功率选取标准和关键指标,通过计算说明了电力线载波机功率的选取原则,并指出了需要注意的问题,对实际工程中电力线载波机的功率选取和频率安排具有一定参考意义。     

基于USRP的电力线载波技术验证平台设计与实现

针对电力线载波通信技术研究缺少实际验证环境的问题,提出了一种基于USRP(Universal Software Radio Periphery)的电力线载波通信技术验证平台。以USRP硬件板卡为基础,通过对USRP板卡的FPGA进行二次开发实现电力线载波通信数字前端,使用USRP板卡上的SRAM完成对发送数据与接收数据的缓存以简化设计的复杂度,采用以太网接口实现USRP板卡与主机matlab软件的连接,结合自主开发的模拟前端与耦合电路,使得用于电力线载波技术研究的仿真代码可以直接在电力线信道上进行验证,提高了电力线载波通信技术研究的效率与可靠性。测试结果表明,通过灵活配置数字前端的工作频率与带宽,验证平台适用于不同频带范围的电力线载波技术验证。     

低压电力线载波通信信道衰减特性测量与分析

研究低压配电网信号传输衰减特性对提高电力线通信系统中物理层信号传输的稳定性和可靠性具有重要意义。通过实测低压电力线横截面积、长度及网络结构对信号传输衰减的影响,精确计量和分析了宽频带范围内信号的幅频衰减特性随电力线基础特性变化的趋势,提出利用近距离和常态T型网络模型研究电力线信道多径传输的频率选择性衰落。通过仿真和实测直观展示了电力线基础特性影响信号传输衰减的统计效果,对深刻理解和把握低压电力线信号传输特性形成的本质原因具有重要借鉴作用,为预测复杂配电网中信号传输特性提供了一种有效分析方式。     

潜油电泵井下数据传输系统研究

根据潜油电泵井的生产特点,结合电力线载波通信技术,通过对井下信号通道的分析,建立了电力线载波传输电路模型,提出了潜油电泵井下数据传输的新方案,并设计了相应的硬件电路图,使电力线载波技术在井下数据传输中得到应用。     

低压电力线载波通信宽带耦合技术及其装置

电力线耦合装置是电力线载波通信系统中关键环节之一，一个安全、高效、简易的高频载波信号耦合装置是实现电力线通信的基础。文中首先从低压配电网网络结构和传输信号特性的角度，分析了耦合装置的结构和频带要求，并研究了配电网高频阻抗特性，提出了设计耦合装置的主要原则。最后介绍了常用的两种宽带耦合技术及其装置的具体实现。     

面向配电自动化的中压电力线高速数据通信终端设计

论述了以中压(10kV)配电网为信道、面向配电自动化应用的高速数据通信系统的整体解决方案,详细介绍了该系统的终端设计.提出将低压电力线通信中成熟运用的数据调制/解调及组帧技术移植到中压环境的思想,并针对中压电力线因过长链路易造成信号严重衰减的问题,在终端设计中采用基于Weinberg滤波电路和传输线变压器耦合的匹配策略解决高频宽带(4～22MHz)信号的功率放大.实现了信号安全、可靠地向中压电力线的注入,可满足10km左右的传输要求.     

非均匀传输特性的低压电力线载波传输模型

在传统电力线均匀传输电路模型的基础上,结合电力线的非均匀传输特性,提出一种新的电力线载波通信的通信传输模型,该模型充分考虑了低压电力线阻抗特性、噪声干扰、衰减特性等因素对低压电力线载波通信的影响,从而为信号信道模型的建立提供了较好的理论依据.     

用电信息采集工程宽带电力线通信实施技术研究

针对辽宁省电力有限公司用电信息采集系统试点工程,阐述了工程中宽带电力线通信组网技术原理、信号注入模型、信号耦合原理及方式,对不同耦合方式的优缺点作了说明。通过对耦合方式和耦合位置等比较分析,给出了信号耦合的合理化建议,保证了信号的耦合效果,使宽带电力线通信系统工作更加可靠。     

CPT系统能量与信号混合传输技术

针对感应耦合电能传输(CPT)系统中的信号传输问题,提出一种基于能量通道的数字信号传输方法。该方法通过切换谐振逆变器开关管的软开关周期来对数字信号进行调幅调制,电能接收端在通过功率调节单元接收电能的同时,提取调制信号特征并进行信号复原,在不改变感应耦合电能传输系统主电路拓扑结构的情况下,实现了传输数字信号。介绍了信号传输原理,分析了功率与信号混合传输特性,以及和信号传输效率之间的关系,并进行了实验验证。     

一种可变耦合数控跳频滤波器电路设计

针对宽带跳频滤波器在高低频率两种情况下插损的一致性、相对带宽一致性及驻波比都较差的情况,进行了研究和攻关。设计了一种提高跳频滤波器在高低频率段一致性的电路。该数控跳频滤波器由可变耦合控制电路和电调谐电路组成。耦合电路采用数字控制从而使得耦合系数可变。通过改变不同频率的耦合电感值来改变耦合系数,可以弥补跳频滤波器通过改变电容来调节滤波频率而引起的带宽、插损及驻波比一致性变差等问题。最后通过ADS仿真证明其性能可以达到设计指标要求。应用于带宽越宽的跳频滤波器性能变化越明显。此项技术的应用,可以解决传输信号在不同的频率段,出现信号时强时弱,时好时坏的问题。     

光电耦合器在彩电中的应用与故障检修

光电耦合器是以光为媒介,用来传输电信号的器件。由于光电耦合器具有抗干扰能力强,使用寿命长,传输效率高,隔离性能优越等特点,广泛用于彩电中音、视频信号传输的AV接口电路,开关电源中取样电压的隔离传输电路,实现了“电—光—电”的信号转换。一、光电耦合器的结构及原理     

低压直流电力线载波通信系统设计

在采用电力线进行供电的工业环境中,通信布线以及通信距离的限制越发显现,但直流电力线载波通信的方式以布线方便、通信稳定、传输距离远等优势逐渐成为人们的选择。所设计的低压直流电力线载波通信系统采用PWBS751和PWBS331分别作为整个低压直流电力线载波通信的主机、从机模块,配合外围直接耦合电力传输线的载波电路,实现载波信号在低压直流电力线上的全幅DC电压脉冲半双工通信。最后还对搭建好的低压直流电力线载波通信系统进行最高传输速率和稳定性测试,测试结果验证了该载波系统设计的可行性和可靠性。     

低压电力线传输衰减模型的建模与仿真

信号在电力线的衰减是影响电力线通信可靠性的最主要因素之一。为了准确分析高频信号在电力线的传输中往往要受到集肤效应以及电介损耗的影响,给出一种针对三线制电力线的高频信号传输的RLCG模型。详细分析电力线RLCG模型的建立基础,对基本单元长度电力线的频率特性进行测量,并利用遗传算法对其内部参数进行辨识。以RVV 3 G 2.5 mm2的普通家用三芯电力线为建模对象,并对RLCG模型得到的仿真结果与实际测量结果进行比较分析。实验与仿真结果表明,电力线RLCG模型在频域和时域上均能准确地反映电力线的高频传输特性,可以为电力载波通信系统的研究提供基础。     

一种基于电力线的现场总线设计与仿真

针对国内建筑电气监控领域缺乏自主知识产权的现场总线技术,开发一种基于电力线的局域监控网络总线。总线由三根常规电力线构成,即火线、零线和数据线。火线与零线提供电源,而数据线共享零线为参考地,采用+/-30V的逻辑电平实现数据通信传输。基于电力传输线参数,建立总线驱动接口电路模型,对不同通信距离和节点数量下总线驱动性能进行仿真。结果表明,在通信波特率9 600 bit/s,距离1 000 m和250个节点应用条件下,总线电平信号跳变边沿约为数据位宽的10%,而接口转换得到的CMOS电平输入信号的完整性良好。总线结构简单,布线方便,可广泛用于智能建筑等领域,构建电气局域监控网络。