復(fù)合耦合技術(shù)在低壓電力線載波通信接口電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

　　若將RLC 串聯(lián)回路表示成二元一階方程，則由2 個(gè)RLC 回路便可得到四元一階方程組：

　　該方程組含有4 個(gè)未知數(shù):i1( t)，i2( t)，uc1(t)，uc2( t)，其定解條件直接由電路的初始儲(chǔ)能情況給出。當(dāng)無(wú)初始儲(chǔ)能時(shí)，為齊次初始條件，即：

　　設(shè)所有電路元件都是非時(shí)變性元件，則所對(duì)應(yīng)的常系數(shù)線性一階常微分方程組可轉(zhuǎn)化成線性代數(shù)方程組進(jìn)行求解。

　　通過(guò)對(duì)上述接口電路數(shù)學(xué)模型的分析、化簡(jiǎn)可知，基于“復(fù)合耦合技術(shù)”的接口電路模型，電路的主要參數(shù)是可以通過(guò)線性代數(shù)方程組進(jìn)行求解，接口電路的原理清晰，計(jì)算復(fù)雜度較小，符合低壓電力線載波通信要求，是簡(jiǎn)潔、可行的。

　　2 ST 7538 電力線接口電路的設(shè)計(jì)

　　2. 1 ST 7538 調(diào)制解調(diào)芯片

　　ST 7538 載波芯片是一款為家庭和工業(yè)領(lǐng)域電力線網(wǎng)絡(luò)通信而設(shè)計(jì)的半雙工、同步/異步FSK 調(diào)制解調(diào)器
解調(diào)器

　　解調(diào)器是調(diào)制式直流放大電路中的一個(gè)重要組成部分.負(fù)責(zé)把已放大了的交流電壓還原為直流電壓,其大小和極性與交流電壓的幅度和相位要對(duì)應(yīng)。 [全文]

芯片。ST 7538 內(nèi)部集成了發(fā)送和接收數(shù)據(jù)的所有功能，通過(guò)串行通信，可以方便地與微處理器相連接，且只要通過(guò)耦合變壓器
變壓器
　　變壓器（Transformer）是利用互感原理來(lái)改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵心（磁芯）。在電器設(shè)備和無(wú)線電路中，常用作升降電壓、匹配阻抗，安全隔離等。變壓器是變換電壓、電流和阻抗的器件，當(dāng)初級(jí)線圈中通有交流電流時(shí)，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級(jí)線圈中感應(yīng)出電壓（或電流）。它由鐵芯（或磁芯）和線圈組成，線圈有兩個(gè)或兩個(gè)以上的繞組，其中接電源的繞組叫初級(jí)線圈，其余的繞組叫次級(jí)線圈。 [全文]

等少量外部器件，即可連接到電力網(wǎng)中。ST 7538功能強(qiáng)大、集成度很高，采取了多種抗干擾技術(shù)，如果能夠很好地利用其多頻段性，就可以克服窄帶通信的缺點(diǎn)。ST7538 作為很有代表性的窄帶通信芯片，在遠(yuǎn)程抄表、燈光控制、智能家電等領(lǐng)域已經(jīng)有了廣泛的應(yīng)用。

　　除此之外，該芯片還有以下主要特點(diǎn):

　　(1) 有8 個(gè)可編程( 載波) 頻率，即60、66、72、76、82. 05、86、110、132. 5 kHz;(2) 內(nèi)部集成電力線驅(qū)動(dòng)接口，并且提供可編程電壓控制和電流控制;(3) 可編程通信速率高達(dá)4 800 b /s;(4) 極低的功耗，在接收狀態(tài)下功耗只有5 mW;(5) 接收靈敏度很高，接收靈敏度為1 mVRMS。

　　2. 2 接口電路框圖

　　ST 7538 電力線收發(fā)信號(hào)通道框圖設(shè)計(jì)如圖2 所示。接收信號(hào)通道由耦合電路、濾波電路、保護(hù)電路、電壓放大電路組成。發(fā)送信號(hào)通道由電壓放大電路、功率放大電路、濾波電路、保護(hù)電路、耦合電路組成。

　　電力線接口首先是一個(gè)耦合電路，用于FSK信號(hào)的傳輸與接收，同時(shí)也是一個(gè)濾波系統(tǒng)，能可靠地過(guò)濾掉220 V/50 Hz 的電力信號(hào)、噪聲信號(hào)和浪涌信號(hào)。

圖2 ST 7538 的電力線收發(fā)信號(hào)通道框圖。

　　由于希望系統(tǒng)使用時(shí)有較遠(yuǎn)的通信距離，就必須要求模塊發(fā)送端有足夠大的功率輸出，而大輸出功率的放大電路不宜長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，否則容易過(guò)熱損壞;若設(shè)計(jì)高要求的大輸出功放
功放

　　功放是功率放大器的簡(jiǎn)稱，即是在以定的失真率范圍內(nèi)，能產(chǎn)生最大功率輸出來(lái)驅(qū)動(dòng)某一負(fù)載(例如揚(yáng)聲器)的放大器，通常主機(jī)的額定輸出功率不能勝任帶動(dòng)整個(gè)音響系統(tǒng)，這時(shí)候就需要用到功放。由此可見(jiàn)，功放在一定程度上決定了系統(tǒng)輸出的音質(zhì)。 [全文]

電路，會(huì)增加系統(tǒng)成本。為此，系統(tǒng)采用如圖2 框圖中的發(fā)送放大電路電源
電源
電源是向電子設(shè)備提供功率的裝置，也稱電源供應(yīng)器，它提供計(jì)算機(jī)中所有部件所需要的電能。[全文]

控制，使系統(tǒng)只有處于發(fā)送狀態(tài)時(shí)發(fā)送電路中的電壓放大和功率放大電路才能得到合適的工作電源而工作;系統(tǒng)處于接收狀態(tài)時(shí)，發(fā)送電路中的電壓放大和功率放大電路因得不到電源而不工作;而模塊中的接收信號(hào)通路的電壓放大電路是始終工作的。