[发明专利]一种低压电力线载波信道检测仪

说明书

技术领域

本发明涉及一种低压电力线载波信道检测仪，乃是用于低压电力线进行载波信道检测和载波通信功能判断。 

背景技术

低压电力线载波通信是利用低压电力线作为传输载体的一种通信方式，国内外从事该方面的研究很多，市场上已经有相当数量的产品应用在抄表、信息采集等领域，由于低压电力线本身是输送工频电能的，并不是专为载波通信铺设的，这些低压线路存在高频噪声和衰减特征，造成载波产品在调试和现场应用过程中出现各式各样的通信问题，使用者缺乏必要的检测设备无法进行分析和判断，影响了载波产品的推广速度。 

发明内容

本发明提供一种低压电力线载波信道检测仪，其目的旨在有效克服现有技术所存在的上述缺陷。 

本发明的技术解决方案：其结构包括工频隔离高频取样电路、A/D采样电路、FPGA+DSP、核心单元、载波模块、载波衰减和工频隔离电路、长数据存储系统、人机界面和接口单元；其中工频隔离高频取样电路的信号输入端接低压电力线，工频隔离高频取样电路的信号输出端与A/D采样电路的信号输入端相接，A/D采样电路的信号输出/输入端与FPGA+DSP的第一信号输入/输出端对应相接，FPGA+DSP的第二信号输入/输出端与核心单元的第一信号输出/输入端对应相接，核心单元的第二信号输出/输入端与长数据存储系统的信号输入/输出端对应相接，核心单元的第三信号输出/输入端与人机界面和接口单元的信号输入/输出端对应相接，核心单元的信号输出端与载波模块的信号输入端相接，载波模块的信号输出端与载波衰减和工频隔离电路的信号输入端相接，载波衰减和工频隔离电路的信号输出端接低压电力线。 

本发明的优点：通过对现场低压电力线载波信道进行测试，给出显示图形，并结合载波衰减的实际通信效果，帮助使用者进行分析和判断，可以较快地解决低压电力线载波产品调试和现场应用问题。 

附图说明

附图1是低压电力线载波信道检测仪的结构图。 

附图2是工频隔离高频取样电路结构图。 

附图3载波衰减和工频隔离电路联接在载波模块的示意图。 

附图4是负责管理上述单元的工作过程示意图。 

具体实施方式

对照附图1，其结构包括工频隔离高频取样电路、A/D采样电路、FPGA+DSP、核心单元、载波模块、载波衰减和工频隔离电路、长数据存储系统、人机界面和接口单元；其中工频隔离高频取样电路的信号输入端接低压电力线，工频隔离高频取样电路的信号输出端与A/D采样电路的信号输入端相接，A/D采样电路的信号输出/输入端与FPGA+DSP的第一信号输入/输出端对应相接，FPGA+DSP的第二信号输入/输出端与核心单元的第一信号输出/输入端对应相接，核心单元的第二信号输出/输入端与长数据存储系统的信号输入/输出端对应相接，核心单元的第三信号输出/输入端与人机界面和接口单元的信号输入/输出端对应相接，核心单元的信号输出端与载波模块的信号输入端相接，载波模块的信号输出端与载波衰减和工频隔离电路的信号输入端相接，载波衰减和工频隔离电路的信号输出端接低压电力线。 

所述的工频隔离高频取样电路(如图2)，将工频220V电压经过阻抗隔离后降低工频电压，使工频对后续电路不再构成影响，由于工频隔离器设计时仅对工频等低频成分进行衰减，而载波频段属于高频，所以载波频段高频信号电压经过工频隔离电路几乎不受影响，高频取样电路设计时将工频进一步降低，并同时提取高频信号，经过直流电平转换和增益调节，使信号符合A/D采样的范围，再送A/D采样电路； 

所述的A/D采样电路，ADC分辨率14bit以上，采样率10MSPS以上，如AD9240，通过高通滤波器仅对载波频段高频信号进行采样处理，为了防止采样出现混叠，一方面提高采样频率必须两倍于被采样信号的最高频率，另一方面设置了更高频率的低通防混叠滤波器，该采样电路将载波频段高频模拟信号转换成数字信号，以便后级处理； 

所述的FPGA+DSP由大规模逻辑门陈列FPGA和数字信号处理器DSP构成，FPGA如ALTERA CycloneIII(EP3C25E144)接收核心单元的相关命令，负责A/D采样定时时序控制，并执行1024点FFT运算，DSP将原始采样数据和 FFT数据进行分类处理，并承担与核心单元的数据通信任务；