电力线载波通信模块设计

样，只有当电路处于载波发射时，系统的功耗才达到极大值。

在发送模式下，电力线接口把来自ST7536芯片ATO的发送信号进行放大和滤波。缓冲区的作用是保护ST7536，并且驱动电力线接口中的下一个部件。低通滤波器(LPF)的作用是抑制谐波。滤波后的信号被送入功率放大器，功率放大器通过转换器来驱动阻抗为1~100Ω的电力线。此外，放大器也进行频段滤波，抑制发送信号的二次谐波。

在接收模式下，转换器从电力线上取得信号，在预放大器中进行放大，再送给ST7536的接收输入RAI。这种模式下，使RX/TX为高电平。

通过该电路可以在电力线上达到1200m~1500m的有效通信距离，如果再利用本系统的软件设计实现中继功能更将加强电力线的实际通信距离。

耦合电路及其保护措施

图3中RY1为压敏电阻，它可以使尖峰脉冲短路，以防止高压对电路的损害，耦合变压器TR1实现高压与低压的隔离。因为载波的频率比较高，远远大于电网的频率，这样就使载波信号畅通无阻，而且能够隔离高压。电容C37阻断低频高压，防止变压器饱和；电阻R37取值比较大，作用是在离线时使电容放电，防止在设备插头的两端出现高压。D13是双向稳压二极管，即瞬变抑制二极管，它可以有效地避免后面的电路被高压击穿。除了电力线上的高压脉冲外，当设备刚接通电源时，可能会有约300伏的高压直接加到耦合变压器上，引起很大的电流，可达到几十安培到上百安培，采用一般的稳压管根本不可能消除这种脉冲。由于压敏电阻的相应时间较缓慢，根本不能满足电路的要求，但是，双向稳压管却可以达到要求。

两总线接口电路的设计

两总线接口电路如图4所示。

本系统通过此电路可实现对多个设备的控制和信息获得，它的带载能力决定于另外一套总线发射接收电路，其有效传输距离约为1000m。由于它的通信线路只有两根，因此在系统的接线上非常简单方便。

从图4可见：当TCON和RCON均为低电平时，总线既不接收也不发射。

当TCON为高电平，不管RCON为何种电平，总线都处于发射状态，因为此时U7-11始终锁定为高电平，U7-10为低电平，T2、T4截止，禁止接收；而U6-6为低电平，D5、D6截止，TXD2被传递到总线上。当TXD2为高电平时，T1、T6导通，T3截止，总线上为12伏电压；当TXD2为低电平时，T1、T6截止，T3导通，总线上的电压为0伏。

当TCON为低电平，而RCON为高电平时，总线处于接收状态，此时T1、T3、T6截止，禁止发射；而T2、T4导通，连同T5就可使总线上的数字信号传递到RXD2上。总线上传输的信号是一系列数字信号，此信号的高电平为5V,低电平为0V。

实验结果

通过控制ST7536的RX/TX控制引脚，使载波电路处于接收状态，在火线和零线之间加72KHz、0.3V的正弦信号，用示波器观测ST7536 24引脚的波形，正常应为72KHz、1.5±0.5V，频率偏移调整C35-C37，每增加1nF，中心频率下降2.4KHz。载波接收信号如图5所示；当始载波电路处于发射状态时，将ST7536的第10引脚，即测试引脚接VCC, 在零线和火线之间连接5.1Ω的功率电阻，用示波器观测零线和火线之间的波形，正常应为72KHz、峰峰值大于等于7V ，若信号失真调整则调整相关电容。载波发射信号如图5所示。

结语

本通信模块的设计采用电力线载波和两总线通信相结合，在一个电力线子网中尽可能的减少使用电力线通信，使电力线中由于电力载波信号引起的同一频段的干扰信号得到很好的改善，而使用两总线通信实现通信模块和底层间的通信。以实现家用电器及楼宇自控系统的网络互联、互操，特别是在楼宇自控领域和多表集抄系统中已经得到了实际应用