电力线噪音干扰及解决

不易受干扰的地方。

他们的另一个好主意是使用"补码"来发射数字信息。（在当时还有一部重要的决定就是" X10 二进制扩展码"，扩展码的应用在近几年非常广泛，比如在 A10 系统中，这点我以后会为大家作解释）

在标准的 TTL （ TRANSISTOR TO TRANSISTOR LOGIC ）电路中，以什么也不发射（低电平）代表" 0 "。但在多数情况下，电力线会好几个小时都有什么也不发射（至少 X10 系统不发射），如果说不重新定" 0 "，那么接收端会认为发射端发射了一连串的" 0 "。所以 Pico 工程师（发明 X10 协议的人）决定用 0-1 代表" 0 "用 1-0 代表" 1 "（如图二所示）用这种方法代替那种"发射"代表" 1 "，"不发射"代表" 0 "的原始方法是很有远见的。

在 1989 年， X10 工程师改进了二进制码的接收电路，并提高了接收的可靠性，后来我们得到了新一代的可以抵御干扰的 AGC 和门限 AGC 接收器。我们先看一些噪音，再谈 AGC 电路

。

图三给我们展示了一个看似很干净的正弦波，但是如果你把电脑的屏幕放大，你可以发现这个正弦波上还是有一些小小的干扰。大多数地区电力线的正弦波都是比较干净的。比如在美国电力线一般是 10-25mV 的噪音，中国电力线一般会有 25-50mV 的噪音。当然噪音的大小还取决于你家中的电器和电器的开关状态。在大多数家庭用房中，噪音的水平是处于 X10 系统的允许范围内的。

接下来我将向你展示一些图形。第一点，以下展示的一些图形有些夸张，请相信我，这只是一些示意图，因为我要向你展示一些电力线的正弦波（它们的振幅非常高，可达 300V 以上）还有 X10 载波信号或噪音（对比起来它们振幅只有几伏或几十毫伏），如果我把它们按正常的比例显示给大家看，那你根本就看不到载波信号或噪音，只能到一个 300V 振幅的正弦波。所以以下的图只是示意图。第二点，我会向你展示一些简单的 X10 协议。不管怎么说，以下的解释可能你会不好理解，但当你把这篇和我以后要写的几篇文章看完后就会明白一切的。（听起来好像电脑游戏的攻略）

如图四所示，那是一个标准的没有令人反感的背景噪音的 X10 电力载波信号（请记住这只是一个放大了振幅的示意图）。对于这样的载波信号 X10 接收器可以很容易地将字符串从电力线中萃取出来，并且加工，执行动作。

让我们回到 1980 年的美国，当时是美国的科技爆炸时代，许多的家用电器以及新科技被用于家庭。随之而来的是电力线噪音不断增长， X10 工程很快响应并改进了接收 X10 载波信号的算法。当然细说起来会花很长时间，简单地说，他们把每个周期的 120KHz 的脉冲个数进行计算，从而提高了接收器的频率响应特性。

到了 1990 年，由于家庭中出现了电脑，大屏幕电视，传真机以及许多电子小器具， X10 工程师很快响应并推出" AGC "（ AUTOMATIC GAIN CONTROL 自动增益控制）接收方法。许多天线电爱好者都知道 AGC 被广泛地用于电视机和收音机电路中，用于改善接收效果。简单地说，如果使用 AGC 电路，那么它的输出量不再是一个恒定的量，而且根据系统的需要和控制，应用反馈电路输一个可以变化的量。这就好像现在有些高级的汽车音响一样，当你在高速公路上开车并打开车窗时它就会自动把音量增大，当你停在红绿灯前时，它会自动把音量减小。

AGC 电路使 X10 接收器进入了一个新时代，它可以自动判断电力线干扰的大小，这就意味着它可以更好的地区分噪音与信号。但在很强的干扰下， AGC 电路也不会很好的工作。 AGC 电路要求 X10 载波强度至少要比背景噪音大一倍。

如图五所示的噪音，即使是最新的 X10 AGC 接收器也对它无济于事，从图中我们可以看出 X10 信号并没有比噪音大一倍。

AGC 接收电路要做的比 X10 系统强一些，它的信噪比可达 1.25 ∶ 1 （ X10 是 2 ∶ 1 ），但是现在只供应国外市场（因为价格很高），我们期待着有一天也会供应国内市场！