[发明专利]一种有源衰减器及衰减载波信号的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力通信技术领域，具体地，涉及一种有源衰减器及衰减载波信号的方法。

背景技术

衰减器是在指定的频率范围内，一种用以引入预定衰减的电路。分为无源衰减器和有源衰减器两种。目前通用的衰减器主要应用于射频或微波通信领域，实现对高频射频信号的测试。微波衰减器一般带宽为5GHz左右，最高要到50GHz。连接头多采用BNC型、N型、TNC型、SMA型、SMC型等方式。具有高精度、高带宽、低功耗、体积小等特点。

在电力线通信（Power Line Communication，PLC）领域，衰减器是电力线通信相关产品的研发、测试、生产中的重要设备，实现对PLC产品的功能、性能、一致性等方面的测试。在电力通信领域，衰减器的设计尚未形成统一技术规范，均采用了由被动器件构成无源衰减器的方案。该衰减器设计方案可满足一般性测试要求，但是由于设计原理的自身特点，决定了其工作频段较窄、衰减值精度偏差大、无法实现1dB步进等缺点，无法满足电力线通信领域高精度测试要求。

目前电力线通信技术领域所采用的衰减器均为无源衰减器，采用电阻、电容、电感等分离器件搭建而成。无源衰减器存在以下几个方面的不足：

1、产品性能缺乏一致性：电力线通信要求衰减器具备交流220V耐压能力，且能够承受较大的负载（5A以上），因此采用的器件均为大功率器件，元器件市场目前尚无满足要求的成熟器件，如电感等器件均需要自己绕制，设计出来的产品缺乏一致性；

2、谐波放大、共振：由于采用电阻、电容、电感等无源器件构成，系统阻抗不稳定，存在谐波放大和共振的危险；

3、谐振点偏移：随着器件老化、外界温度环境的变化，无源滤波器的谐振点会发生偏移，影响性能；

4、精度低：由于生产工艺等问题，无源大功率器件的精度偏低，衰减值的精度偏低，不能进行微调，无法实现高精度测量。

发明内容

本发明是为了克服现有技术中无源衰减器衰减精度低的缺陷，根据本发明的一个方面，提出一种有源衰减器。

一种有源衰减器，包括：微处理单元、滤波器和运算放大单元；

微处理单元与运算放大单元相连，微处理单元接收来自上位机的控制信号，用于调节运算放大单元的增益；滤波器的输出端与运算放大单元的输入端相连，滤波器对输入的载波信号进行滤波并将滤波后的载波信号发送给运算放大单元；运算放大单元对滤波后的载波信号进行衰减处理并输出衰减载波信号。

优选的，该优选衰减器还包括：信号分离器、信号耦合器和隔离变压器；

信号分离器的输出端与滤波器的输入端相连，信号分离器对载波信号与市电进行分离并将分离出的载波信号发送给滤波器；信号耦合器的输入端与运算放大单元的输出端相连，信号耦合器对衰减载波信号与市电进行耦合；隔离变压器用于传输市电，并阻断载波信号的传输。

优选的，该优选衰减器还包括：用于为微处理单元、滤波器和运算放大单元供电的线性电源；

线性电源分别与微处理单元、滤波器和运算放大单元相连。

优选的，滤波器和运算放大单元包括：第一阻抗、第二阻抗、第三阻抗、第四阻抗、第一电阻、第二电阻和运算放大器；

第一阻抗一端接收输入电压，另一端通过第二阻抗与运算放大器的正输入端相连；第三阻抗一端与运算放大器的正输入端相连，另一端接地；第四阻抗一端与第一阻抗和第二阻抗之间的节点相连，另一端与运算放大器的输出端相连；第一电阻一端与运算放大器的负输入端相连，另一端接地；第二电阻一端与运算放大器的负输入端相连，另一端与运算放大器的输出端相连。

优选的，控制信号为RS485差分控制信号。

优选的，滤波器为2阶切比雪夫滤波器。

本发明实施例提供的一种有源衰减器，通过微处理单元和运算放大单元实现对载波信号的衰减，衰减值可程控、衰减精度高、衰减性能稳定；同时通过信号分离器将载波信号与市电进行分离，使两路信号通路各自独立传输，市电通路可承载几安培至数十安培电流，从而提高了有源衰减器的带载能力，具备承载大功率的优点。

本发明是为了克服现有技术中无源衰减器衰减精度低的缺陷，根据本发明的一个方面，提出一种衰减载波信号的方法。

一种衰减载波信号的方法，提供权利要求1中的有源衰减器；该方法包括：

接收载波信号并对载波信号进行滤波处理；

根据微处理单元发送的控制指令确定衰减增益；

根据衰减增益对载波信号进行衰减处理，并输出衰减载波信号。