[发明专利]一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路

权利要求书

1.一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路，其特征在于，包括：阻抗匹配电路、带通滤波电路、功率衰减器、过载保护电路、第一检波器、阈值判断器、切换开关、电可调衰减器、第一放大器、第二检波器、比例积分放大器、增益分配器，

所述阻抗匹配电路的输入端接收电力线载波信号，所述阻抗匹配电路的输出端与所述带通滤波电路的输入端相连；

所述带通滤波电路的输出端与所述功率衰减器的输入端、所述过载保护电路的输入端、所述第一检波器的输入端分别相连，所述功率衰减器的输出端、所述过载保护电路的输出端分别与所述切换开关的输入端相连；

所述第一检波器的输出端与所述阈值判断器的输入端相连，所述阈值判断器的输出端与所述切换开关的控制端相连；

所述切换开关的输出端与所述电可调衰减器的输入端相连，所述电可调衰减器的输出端与所述第一放大器的输入端相连，所述第一放大器的输出端与所述第二检波器的输入端相连；

所述第二检波器的输出端与所述比例积分放大器的输入端相连，所述比例积分放大器的输出端与所述增益分配器的输入端相连，所述增益分配器的输出端与所述电可调衰减器的增益控制端相连，

其中，所述电可调衰减器包括：第一级电可调衰减器、第二级电可调衰减器、第三级电可调衰减器，所述第一放大器包括：第一级放大器、第二级放大器、第三级放大器，

所述切换开关的输出端与所述第一级电可调衰减器的输入端相连，所述第一级电可调衰减器输出端与所述第一级放大器的输入端相连，所述第一级放大器的输出端与所述第二级电可调衰减器的输入端相连，所述第二级电可调衰减器输出端与所述第二级放大器的输入端相连，所述第二级放大器的输出端与所述第三级电可调衰减器的输入端相连，所述第三级电可调衰减器输出端与所述第三级放大器的输入端相连，所述第三级放大器的输出端与所述第二检波器的输入端相连；

所述第二检波器的输出端与所述比例积分放大器的输入端相连，所述比例积分放大器的输出端与所述增益分配器的输入端相连，所述增益分配器的三个输出端与所述第一级电可调衰减器、所述第二级电可调衰减器、所述第三级电可调衰减器的增益控制端分别相连；

所述阻抗匹配电路包括：隔直电容C1、变压器T1、电阻R1，所述变压器T1的初级线圈的第一端通过所述隔直电容C1与所述电力线载波信号的信号源的第一端相连，所述变压器T1的初级线圈的第二端与所述信号源的第二端相连；

所述变压器T1的次级线圈的第一端通过所述电阻R1与所述带通滤波电路的输入端相连，所述变压器T1的次级线圈的第二端接地；

所述带通滤波电路包括：高通滤波器、低通滤波器，所述高通滤波器与所述低通滤波器串联；

所述高通滤波器包括：电容C2、电感L1、电容C3以及电感L2，所述低通滤波器包括电感L3、电容C4、电容C6、电感L4、电容C5以及电容C7；

所述电容C2的第一端通过所述电阻R1与所述变压器T1的次级线圈的第一端相连，所述电容C2的第二端、所述电容C3的第一端、所述电感L1的第一端分别相连；

所述电容C3的第二端、所述电感L3的第一端、所述电容C4的第一端、所述电感L2的第一端分别相连，所述电感L3的第二端、所述电感L4的第一端、所述电容C4的第二端、所述电容C5的第一端、所述电容C6的第一端分别相连；

所述电容C5的第二端、所述电感L4的第二端、所述电容C7的第一端分别相连；

所述电感L1的第二端、所述电感L2的第二端、所述电容C6的第二端、所述电容C7的第二端分别接地；

所述功率衰减器包括：电阻R3、电阻R4、电阻R5，所述电阻R3的第一端与所述带通滤波电路的输出端相连，所述电阻R3的第二端、所述电阻R4的第一端、所述电阻R5的第一端分别相连；

所述电阻R4的第二端接地，所述电阻R5的第二端与所述切换开关的第一输入端相连；

所述过载保护电路包括：电阻R9、二极管D3、二极管D4，所述电阻R9的第一端与所述带通滤波电路的输出端相连，所述电阻R9的第二端、所述二极管D3的负极、所述二极管D4的正极分别与所述切换开关的第二输入端相连；

所述二极管D3的正极、所述二极管D4的负极分别接地；

所述切换开关包括：开关S1、开关S2，所述开关S1与所述电阻R5的第二端相连，所述开关S2与所述电阻R9的第二端、所述二极管D3的负极、所述二极管D4的正极分别相连；

所述第一检波器包括：电阻R2、电容C8、二极管D1、二极管D2、电阻R10、电容C9，所述电阻R2的第一端与所述带通滤波电路的输出端相连，所述电阻R2的第二端与所述电容C8的第一端相连；

所述电容C8的第二端、所述二极管D1的正极、所述二极管D2的负极分别相连；

所述二极管D1的负极、所述电阻R10的第一端、所述电容C9的第一端与所述阈值判断器的输入端分别相连；

所述二极管D2的正极、所述电阻R10的第二端、所述电容C9的第二端分别接地；

所述阈值判断器包括：电阻R6、电阻R7、电阻R8、运算放大器U1，所述电阻R8的第一端连接电源电压VCC，所述电阻R8的第二端、所述电阻R6的第一端、所述电阻R7的第一端、所述运算放大器U1的同相输入端分别相连；

所述电阻R6的第二端接地；所述运算放大器U1的反相输入端与所述二极管D1的负极、所述电阻R10的第一端、所述电容C9的第一端分别相连；

所述电阻R7的输出端、所述运算放大器U1的输出端与所述切换开关的控制端分别相连；

所述电可调衰减器包括：三极管Q1、电阻R13、电阻R11、电容C10、电阻R12、二极管D5、电容C11、电容C12、二极管D6，

所述三极管Q1的发射极连接电源电压VCC，所述三极管Q1的基极与所述电阻R13的第一端相连，所述三极管Q1的集电极与所述电阻R11的第一端相连；所述电阻R13的第二端为所述电可调衰减器的增益控制端；

所述电阻R11的第二端、所述电容C10的第一端、所述电阻R12的第一端、所述二极管D5的正极分别相连；

所述电容C10的第二端、所述电阻R12的第二端分别接地；

所述二极管D5的负极、所述电容C11的第一端、所述电容C12的第一端、所述二极管D6的正极分别相连；

所述电容C11的第二端为所述电可调衰减器的输入端，所述电容C12的第二端为所述电可调衰减器的输出端，所述二极管D6的负极接地；

所述第一级放大器、第二级放大器以及所述第三级放大器三者的结构均相同，所述第一级放大器包括：电阻R19、电阻R14、三极管Q2、电阻R15、电阻R16、电感L5、电阻R17、电容C13、三极管Q5、三极管Q4、三极管Q3、电阻R18、电容C14，所述电阻R19的第一端、所述电感L5的第一端与电源电压VCC分别相连；

所述电阻R19的第二端、所述电阻R14的第一端、所述三极管Q2的集电极、所述电阻R16的第一端分别相连；

所述电阻R14的第二端与所述三极管Q2的基极相连；

所述三极管Q2的发射极与所述电阻R15的第一端相连，所述电阻R15的第二端接地；

所述电阻R16的第二端与所述三极管Q3的基极相连，且连接端为所述第一放大器的输入端；

所述电感L5的第二端、所述三极管Q5的集电极、所述电阻R17的第一端、所述三极管Q4的集电极分别相连，且连接端为所述第一放大器的输出端；

所述三极管Q5的基极、所述电阻R17的第二端、所述电容C13的第一端分别相连；

所述三极管Q4的基极、所述电阻R18的第一端、所述三极管Q5的发射极、所述电容C14的第一端分别相连，所述三极管Q4的发射极与所述三极管Q3的集电极相连；

所述三极管Q3的发射极、所述电容C13的第二端、所述电阻R18的第二端、所述电容C14的第二端分别接地；

所述第二检波器包括：电容C15、二极管D8、二极管D7、电阻R22、电容C16，

所述电容C15的第一端为所述第二检波器的输入端，所述电容C15的第二端、所述二极管D8的负极、所述二极管D7的正极分别相连；

所述二极管D7的负极、所述电阻R22的第一端、所述电容C16的第一端分别与所述比例积分放大器的输入端相连；

所述二极管D8的正极、所述电阻R22的第二端、所述电容C16的第二端分别接地；

所述比例积分放大器包括：运算放大器U2、电阻R20、运算放大器U3、电阻R21、电容C17，

所述运算放大器U2的同相输入端与所述二极管D7的负极、所述电阻R22的第一端、所述电容C16的第一端分别相连，所述运算放大器U2的反相输入端、所述运算放大器U2的输出端、所述电阻R20的第一端分别相连；

所述电阻R20的第二端、所述运算放大器U3的反相输入端、所述电阻R21的第一端、所述电容C17的第一端分别相连；

所述运算放大器U3的同相输入端连接参考电平V_REF，所述运算放大器U3的输出端、所述电阻R21的第二端、所述电容C17的第二端分别相连，且连接端为所述比例积分放大器的输出端；

所述增益分配器包括：电阻R26、电阻R23、电阻R24、电阻R25、运算放大器U4、运算放大器U5、运算放大器U6，

所述电阻R26的第一端连接电源电压VCC，所述电阻R26的第二端、所述电阻R23的第一端、所述运算放大器U4的同相输入端分别相连；

所述电阻R23的第二端、所述电阻R24的第一端、所述运算放大器U5的同相输入端分别相连；

所述电阻R24的第二端、所述电阻R25的第一端、所述运算放大器U6的同相输入端分别相连；

所述电阻R25的第二端为所述增益分配器的输入端；所述运算放大器U4的反相输入端与所述运算放大器U4的输出端相连，且连接端为所述增益分配器的一个输出端；所述运算放大器U5的反相输入端与所述运算放大器U5的输出端相连，且连接端为所述增益分配器的一个输出端；所述运算放大器U6的反相输入端与所述运算放大器U6的输出端相连，且连接端为所述增益分配器的一个输出端。