電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路，用于在保障傳輸一定功率的低頻交流電能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對高頻的電力線載波信號的連續(xù)衰減調(diào)控。其特征在于該電路由串入交流端口P1和P2之間的電力低通濾波部分和載波信號可調(diào)通路部分組成，電力低通濾波部分采用多級LC低通濾波電路，載波信號可調(diào)通路部分由隔離低頻交流的電容和包含一個(gè)可調(diào)電位器的分壓電阻網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成。該電力線載波信號可調(diào)衰減器對于低頻交流信號為全通，對于高頻載波信號可以通過調(diào)節(jié)可調(diào)電位器Rx實(shí)現(xiàn)衰減率的調(diào)控，可調(diào)衰減率在高頻段受頻率影響較小，具有一致性。此外，本實(shí)用新型的電路結(jié)構(gòu)簡單，便于使用操作。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路，屬于電力線載波通信技術(shù)領(lǐng) 域。 電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路

【背景技術(shù)】
[0002] 電力線載波信號可調(diào)衰減器是對電力線載波通信設(shè)備進(jìn)行測試的重要設(shè)備。基于 電力線載波信號可調(diào)衰減器可以檢測載波通信裝置的發(fā)射強(qiáng)度、發(fā)射效率、接收靈敏度等 性能參數(shù)，檢驗(yàn)抗噪聲、抗干擾的能力，也可在組網(wǎng)測試中用于實(shí)現(xiàn)可控的網(wǎng)絡(luò)中繼關(guān)系。 中國發(fā)明專利《應(yīng)用于低壓集中抄表的窄帶載波衰減裝置》（申請?zhí)枺?01010273110. 7)針 對已有通用載波衰減裝置只能對某個(gè)頻段的載波進(jìn)行固定衰減的不足，提出了基于電腦上 位機(jī)、通信電路、控制邏輯電路和多級固定衰減器所實(shí)現(xiàn)的、能夠采用程控方式對載波信號 進(jìn)行分檔衰減調(diào)節(jié)的裝置，其原理結(jié)構(gòu)如圖1所示。該已有方法具有兩個(gè)缺點(diǎn)：第一個(gè)缺點(diǎn) 是，固定的多級分檔衰減器因其不能連續(xù)調(diào)節(jié)，無法用于精確測量載波通信的性能參數(shù)。第 二個(gè)缺點(diǎn)是，該衰減調(diào)節(jié)裝置由多組具有固定衰減率的衰減器和開關(guān)切換選擇裝置組成， 設(shè)備體積龐大，應(yīng)用受到局限，操作維護(hù)復(fù)雜。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是提出一種電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路，在保障傳輸一 定功率的低頻交流電能的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)對高頻的電力線載波信號的連續(xù)衰減調(diào)控，同時(shí)簡化 電力線載波信號可調(diào)衰減器的結(jié)構(gòu)，便于設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，便于使用操作。
[0004] 本實(shí)用新型提出的電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路，其特征在于，該電路由連 接在交流端口 P1和交流端口 P2之間的電力低通濾波部分和載波信號可調(diào)通路部分組成； 其中，電力低通濾波部分，該電路從交流端口 P1的al端至交流端口 P2的a2端依次串入》 個(gè)電感Zzl、ZZ2、…、Zzm，交流端口 P1的bl端至交流端口 P2的b2端依次串入?個(gè)電感Z#1、 4、···、、，在al和bl、電感之間的對應(yīng)節(jié)點(diǎn)、以及a2和b2節(jié)點(diǎn)之間依次并聯(lián)相互串聯(lián)的 電容和電阻其中i=l，2,…，（?+l);載波信號可調(diào)通路部分，該電路從交流端口 P1的 al端至交流端口 P2的a2端依次串聯(lián)電容6^、電阻電阻化和電容&，從交流端口 P1 的bl端至交流端口 Ρ2的b2端依次串聯(lián)電容心、電阻/^3、電阻/心和電容&4,在電阻心和 電阻/^ 2、以及電阻/匕3和電阻/心之間節(jié)點(diǎn)并聯(lián)可調(diào)電位器兄。
[0005] 進(jìn)一步的，所述電力低通濾波部分在al和bl、電感之間的對應(yīng)節(jié)點(diǎn)、以及a2和b2 節(jié)點(diǎn)之間并聯(lián)的電容和電阻I.的位置互換。
[0006] 進(jìn)一步的，所述電力低通濾波部分的交流端口 P1的bl端至交流端口 P2的b2端 依次串入的電感用短路線替代，從而構(gòu)成非對稱回路形式的電路。
[0007] 進(jìn)一步的，所述載波信號可調(diào)通路部分的交流端口 P1的bl端至交流端口 P2的b2 端依次串入的電容&、電阻^、電阻和電容用短路線替代，從而構(gòu)成非對稱回路形 式的電路。
[0008] 進(jìn)一步的，所述電力低通濾波部分具有電容放電電阻。
[0009] 進(jìn)一步的，所述載波信號可調(diào)通路部分的電容兩端具有并聯(lián)的放電電阻。
[0010] 本實(shí)用新型的電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路工作原理是：通過電力低通濾波 部分實(shí)現(xiàn)低頻的交流電能從一個(gè)端口到另一個(gè)端口的正常輸送，同時(shí)盡可能完全阻斷電力 線載波信號從一個(gè)端口到達(dá)另一個(gè)端口；進(jìn)一步基于載波信號可調(diào)通路部分允許電力線載 波信號從一個(gè)端口到另一個(gè)端口的傳輸，但其衰減率通過可調(diào)電位器實(shí)現(xiàn)調(diào)控。電力低通 濾波部分采用典型的多級LC濾波電路，電感Z zi和的電感值較小，在交流工頻下其阻抗 很低，能夠保證當(dāng)電源接入可調(diào)衰減器的一端后，在可調(diào)衰減器另一端能夠?yàn)樨?fù)載提供額 定設(shè)計(jì)值以內(nèi)的功率。對應(yīng)載波信號的高頻頻點(diǎn)，電感和的阻抗相比并聯(lián)在端口間 的電容G和電阻A的阻抗大很多，從而通過多級分壓，使得從一端輸入的載波信號被大大 衰減。如果載波信號匕^從電力低通濾波部分電路的交流端口 P1輸入，且忽略負(fù)載阻抗影 響，則電力低通濾波部分電路在交流端口 P2輸出的載波信號匕相比輸入的衰減率可按照 下式近似計(jì)算： ' D 丨 1 ) * ?Μ)+?2πβΖ^
[0011] ￡)XF = 2〇.log-^ = 20-2 log .…;r ， \ /
[0012] 衰減率的單位為dB。本實(shí)用新型的載波信號可調(diào)通路部分在包含交流工頻的 低頻下，電容'、&、&和G的阻抗很大，所以承擔(dān)了較大的交流電壓。電阻&、化、仏、 和兄的承擔(dān)的交流工頻電壓小，電阻的功耗也相應(yīng)較小。在載波信號對應(yīng)的高頻下， 電容4、Q、心和G的阻抗相對電阻心、4、4、4和兄較小，則心、4、4、4、兄以 及衰減器在輸出端口的阻抗共同構(gòu)成分壓電路，實(shí)現(xiàn)載波信號的衰減輸出。不防取電容值 4=心=心=仏4=心電阻值心，電力低通濾波部分在輸出端口引入的阻抗為： / 、
[0013] ? 為(*+1) + __________，
[0014] 負(fù)載阻抗為則載波信號可調(diào)通路部分的等效電路如圖3所示。由此，載波信 號可調(diào)通路部分從輸入載波信號到輸出載波信號的衰減率公式為 ：
[0015] { 9 1 2R"+-=-+iT, //i?s. η ，--， X,__卜辦 ^CF - r} 7 ~ \ 7 ~ T ? + -- + 25^--(--+ Jir f f Rx+ 2Rzr~{-- J2 略 H ( *' j2njCs￡) L
[0016] 其中，石衰減率的單位為dB。當(dāng)G的阻抗比電阻慫小一個(gè)數(shù)量級以 上，電阻兄比電阻慫小一個(gè)數(shù)量級以上，負(fù)載阻抗石比&小一個(gè)數(shù)量級以上，則衰減率 近似為：
[0017] Α^20.1θ§|,:,..,
[0018] 由此，上式說明衰減率在高頻時(shí)主要受到可調(diào)電位器電阻值兄決定，并隨兄減小， 輸出減小，衰減增大。所以，通過可調(diào)電位器兄實(shí)現(xiàn)了對載波信號的衰減調(diào)控。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019] 圖1是已有的一種應(yīng)用于低壓集中抄表的窄帶載波衰減裝置的原理結(jié)構(gòu)圖。
[0020] 圖2是本實(shí)用新型電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0021] 圖3是本實(shí)用新型電力線載波信號可調(diào)衰減器載波信號可調(diào)通路部分的原理分 析電路。
[0022] 圖4是本實(shí)用新型電力線載波信號可調(diào)衰減器具體實(shí)施例的電路結(jié)構(gòu)圖。
[0023] 圖5是本實(shí)用新型電力線載波信號可調(diào)衰減器具體實(shí)施例在不同兄下的衰減率 隨頻率的變化曲線。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 本實(shí)用新型的一個(gè)【具體實(shí)施方式】的電路結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。交流端口 P1和交流 端口 P2之間的電力低通濾波部分由3級LC濾波電路構(gòu)成。從交流端口 P1的al端至交 流端口 P2的a2端依次串入J個(gè)電感Zzl、Zz2、Zz3，以及從交流端口 P1的bl端至交流端口 P2的b2端依次串入J個(gè)電感Z#1、ZyK、ZyV3，這些電感的電感值相同，均為5mH。在al和bl、 電感之間的對應(yīng)節(jié)點(diǎn)、以及a2和b2節(jié)點(diǎn)之間依次并聯(lián)相互串聯(lián)的電容和電阻，其 中 i=l，2, 3, 4,且仏=〇2=心=64=0· 5 μ F，7?ζ1=/?Ζ2=7?Ζ3=7?ζ4=5· 0 Ω。在交流端口 P1 的 al 和 bl 端之間并聯(lián)有電容放電電阻/^=3301^Ω。依據(jù)前述的理論分析和計(jì)算，從交流端口 P1輸入 至P2輸出，電力低通濾波部分對于交流工頻信號為全通，對應(yīng)10kHz信號的衰減率達(dá) 到-77dB，且隨頻率升高衰減率更低。
[0025] 載波信號可調(diào)通路部分從交流端口 P1的al端至交流端口 P2的a2端依次串聯(lián)電 容心、電阻心、電阻4和電容Q，從交流端口 P1的bl端至交流端口 P2的b2端依次串聯(lián) 電容&、電阻I、電阻/心和電容G，在電阻/心和電阻、以及電阻I和電阻之間節(jié) 點(diǎn)并聯(lián)可調(diào)電位器兄。電容G、&和G的電容值相同，均為'=&^3=&=2. 0 μ F。 電阻心、4、4和4的電阻值相同，均為心=/^=/^3=^4=1〇(^?？烧{(diào)電位器兄選擇阻值范 圍從0至100 Ω的多圈高精度電位器。電容心和心兩端并聯(lián)有電容放電電阻心和&2， 電阻值均為330kQ。依據(jù)前述的理論分析和計(jì)算，如果負(fù)載阻抗^很大，則負(fù)載阻抗^可 以忽略，于是對應(yīng)l〇〇kHz，當(dāng)你分別取1Ω、2Ω、5Ω、10Ω、20Ω、50Ω、100Ω時(shí)，從交流端 口 Ρ1輸入至Ρ2輸出，載波信號可調(diào)通路部分的衰減率外卩分別為-80. 7dB、-74. 8dB、-67. 1 dB、-61. 5dB、-56. 2dB、-50. 2dB、-46. 6dB，通過調(diào)節(jié)你實(shí)現(xiàn)了對載波信號衰減的可調(diào)控制。
[0026] 基于MultiSIM軟件對本實(shí)用新型電力線載波信號可調(diào)衰減器實(shí)施例電路進(jìn)行仿 真，所獲得的對應(yīng)你分別取1Ω、2Ω、5Ω、10Ω、20Ω、50Ω、100Ω時(shí)、從交流端口 P1輸入 至Ρ2輸出的衰減率隨頻率的變化曲線如圖5所示。由仿真曲線可見，該衰減器在150Hz以 下為全通狀態(tài)，在10kHz以上隨可調(diào)電位器你的變化實(shí)現(xiàn)了對高頻的載波信號的不同衰減 調(diào)節(jié)。并且，當(dāng)可調(diào)電位器你的電阻值固定時(shí)，在10kHz至1MHz的高頻段其衰減率曲線比 較平坦，隨頻率變化不顯著，便于對不同工作頻點(diǎn)的載波信號進(jìn)行衰減測試。
【權(quán)利要求】
1. 電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路，其特征在于，該電路由連接在交流端口 P1和交 流端口 P2之間的電力低通濾波部分和載波信號可調(diào)通路部分組成；其中， 電力低通濾波部分，該電路從交流端口 P1的al端至交流端口 P2的a2端依次串入》 個(gè)電感Zzl、ZZ2、…、Zzm，交流端口 P1的bl端至交流端口 P2的b2端依次串入?個(gè)電感Z#1、 4、···、、，在al和bl、電感之間的對應(yīng)節(jié)點(diǎn)、以及a2和b2節(jié)點(diǎn)之間依次并聯(lián)相互串聯(lián)的 電容心和電阻其中i=l，2,…，（?+l); 載波信號可調(diào)通路部分，該電路從交流端口 P1的al端至交流端口 P2的a2端依次串 聯(lián)電容心、電阻心、電阻4和電容Q，從交流端口 P1的bl端至交流端口 P2的b2端依次 串聯(lián)電容心、電阻I、電阻和電容Q，在電阻心和電阻化、以及電阻和電阻/心之 間節(jié)點(diǎn)并聯(lián)可調(diào)電位器兄。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路，其特征在于，所述電力 低通濾波部分在al和bl、電感之間的對應(yīng)節(jié)點(diǎn)、以及a2和b2節(jié)點(diǎn)之間并聯(lián)的電容^和 電阻兄的位置互換。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路，其特征在于，所述電力 低通濾波部分的交流端口 P1的bl端至交流端口 P2的b2端依次串入的電感用短路線 替代，從而構(gòu)成非對稱回路形式的電路。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路，其特征在于，所述載波 信號可調(diào)通路部分的交流端口 P1的bl端至交流端口 P2的b2端依次串入的電容、電阻 I、電阻和電容用短路線替代，從而構(gòu)成非對稱回路形式的電路。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路，其特征在于，所述電力 低通濾波部分具有電容放電電阻。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波信號可調(diào)衰減器的電路，其特征在于，所述載波 信號可調(diào)通路部分的電容兩端具有并聯(lián)的放電電阻。
【文檔編號】H04B3/48GK203883828SQ201420175330
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年4月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月12日
【發(fā)明者】龐浩, 楊會昆 申請人:盛吉高科（北京）科技有限公司