CN103326740B - 一种双通道电力线载波通信芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种双通道电力线载波通信芯片，所述芯片包括第一模拟前端模块，第二模拟前端模块，第一调制解调模块和第二调制解调模块和处理器；电力线耦合电路分别与所述第一模拟前端模块及第二模拟前端模块相连，所述第一模拟前端模块与所述第一调制解调模块相连，所述第二模拟前端模块与所述第二调制解调模块相连，所述第一调制解调模块及所述第二调制解调模块分别与所述处理器相连；所述处理器控制每个所述调制解调模块的载波信号频率在95KHz～125KHz范围。本发明所提供的双通道电力线载波通信装置将电力线的载波通信通过一个处理器来实现，提高了电力线载波通信装置的集成度，节省了芯片成本。
Description
技术领域
本发明涉及电力线载波通信技术，尤其涉及一种双通道电力线载波通信芯片。
背景技术
随着电力线载波通信技术的广泛应用，因电力线信道衰减大、干扰特性复杂和阻抗变化大等导致的电力线通信的实时性和有效性不高的问题就成为亟需解决的问题。
现有技术常采用一种电力线载波通信装置，该装置包括电力线耦合器、信号处理模块及处理器组成。采用单载波单频段的方案，虽然实现成本较低，但无法避免窄带噪声的问题；采用多载波多频段的方案，可以避免部分频段的窄带噪声的问题，但由于带宽较宽，实现的技术难度过大，导致成本过高。
本发明采用双通道实现双载波，可以解决电力线上的窄带噪声的问题；由于双通道采用独立的两路模拟前端电路和两路调制解调器，实时性高，可以解决随机噪声的问题。同时，本发明的双通道只使用一个处理器，解决了现有的电力线载波通信芯片集成度低、成本高的问题。
发明内容
本发明提供一种双通道电力线载波通信芯片，采用双通道实现双载波，提高实时性，解决低压电力线上的窄带噪声和随机噪声问题，同时解决现有的电力线载波通信芯片集成度低、成本高的问题。
本发明的第一个方面是提供一种双通道电力线载波通信芯片，所述芯片包括第一模拟前端模块，第二模拟前端模块，第一调制解调模块和第二调制解调模块和一个处理器；
电力线耦合电路分别与所述第一模拟前端模块及第二模拟前端模块相连，所述第一模拟前端模块与所述第一调制解调模块相连，所述第二模拟前端模块与所述第二调制解调模块相连，所述第一调制解调模块及所述第二调制解调模块分别与所述处理器相连；
所述处理器用于根据每个所述模拟前端模块的工作参数协调控制每个所述调制解调模块，所述处理器控制每个所述调制解调模块的载波信号频率在95KHz～125KHz范围。
如上所述的芯片，所述第一模拟前端模块及第二模拟前端模块分别包括信号接收通道和信号发送通道；
所述信号接收通道包括依次相连的低噪声放大器和模数转换器，所述低噪声放大器与所述电力线耦合电路相连，所述模数转换器与对应的所述第一调制解调模块或第二调制解调模块相连；
所述信号发送通道包括依次相连的低通滤波器和数模转换器，所述功率放大器与所述电力线耦合电路相连，所述数模转换器与对应的所述第一调制解调模块或第二调制解调模块相连。
如上所述的芯片，所述低噪声放大器和所述功率放大器均为增益可调的放大器。
如上所述的芯片，所述第一调制解调模块和所述第二调制解调模块采用PSK调制解调方式。
本发明双通道电力线载波通信芯片，将每个电力线的载波通信通道通过一个处理器来实现，提高了电力线载波通信装置的集成度，节省了芯片成本。
附图说明
图1为本发明双通道电力线载波通信芯片一实施例的结构示意图；
图2为本发明双通道电力线载波通信芯片另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
图1为本发明双通道电力线载波通信芯片一实施例的结构示意图，该装置可以应用于各类低压电力线载波通信系统，如各类集中抄表系统及电力负荷控制系统等。如图1所示，所述芯片包括第一模拟前端模块11，第二模拟前端模块12，第一调制解调模块13和第二调制解调模块14和处理器15；电力线耦合电路2分别与所述第一模拟前端模块11及第二模拟前端模块12相连，所述第一模拟前端模块11与所述第一调制解调模块13相连，所述第二模拟前端模块12与所述第二调制解调模块14相连，所述第一调制解调模块13及所述第二调制解调模块14分别与所述处理器15相连。
具体地，在本实施例中，如图1所示，该双通道电力线载波通信芯片1包括：第一模拟前端模块11和第二模拟前端模块12、第一调制解调模块13和第二调制解调模块14和一个处理器15。其中，第一模拟前端模块11和第二模拟前端模块12的一端与外部的电力线耦合电路连接，另一端分别与芯片内部的第一调制解调模块13和第二调制解调模块14的输入端连接，可以用于接收和发送信号；第一调制解调模块13和第二调制解调模块14的输出端均与处理器15相连，用于根据该处理器15的配置对接收到的信号进行解调数据处理；第一调制解调模块13和第二调制解调模块14的输入端均与处理器15相连，用于根据该处理器15的配置对要发送信号进行调制处理；该处理器15分别与第一调制解调模块13和第二调制解调模块14相连，用于根据第一调制解调模块13和第二调制解调模块14解调输出的数据进行处理，并控制第一调制解调模块13和第二调制解调模块14的工作模式及状态，以协调第一模拟前端模块11和第二模拟前端模块12的通信状态。处理器15可以根据第一模拟前端模块11和第二模拟前端模块12的信号强度、信噪比等通道工作参数来协调控制第一模拟前端模块11和第二模拟前端模块12的实时通信，以避免各低压电力线载波通信的相互干扰而导致的电网电压的波动等，从而使信道质量变差的问题。其中，处理器15的协调控制可以包括控制第一模拟前端模块11和第二模拟前端模块12的导通与关闭、第一模拟前端模块11和第二模拟前端模块12的工作频率等，但不以此为限。
其中，第一模拟前端模块11、第一调制解调模块13构成第一通道；第二模拟模块12、第二调制解调模块14构成第二通道。并且，第一调制解调模块13和第二调制解调模块14与处理器15通过总线相连，即数据总线、控制总线和地址总线；第一调制解调模块11和第二调制解调模块12可以实现95KHz～125KHz范围的相移键控(Phase-shiftkeying，简称PSK)信号等的调制解调，处理器15确定其工作频率。该处理器15优选可以为微控制器(MicrocontrollerUnit，简称MCU)，也可以选取为其他类型的处理器，可根据该芯片1对信号的实际处理要求进行选取，此处不做限制。
可选地，以第一通道为例，如图2所示，第一模拟前端模块11和第二模拟前端模块12包括信号接收通道16和信号发送通道17；该信号接收通道16包括依次相连的低噪声放大器(LowNoiseAmplifier，简称LNA)18、和模数转换器(AnalogtoDigitalConverter，简称ADC)19，其中，该LNA18与电力线耦合电路2相连，该ADC19与对应的第一调制解调模块13；该信号发送通道17可以包括依次相连的低通滤波器(LowPassFilter，简称LPF)21和数模转换器(DigitaltoAnalogConverter，简称DAC)20，其中，该LPF21与电力线耦合电路2相连，该DAC20与对应的第一调制解调模块13。
该LNA18可以为差分放大器，即可以差分输入和差分输出；该ADC19也可以是差分输入，但不以此为限；该LPF21可以设置滤波器带宽。
优选地，该LNA18可以为增益可调的放大器。其中，该增益可调是指对信号放大或衰减，如增益可以调整至原信号的0.1倍，即相当于信号的衰减；又如增益可以调整至原信号的10倍，即相当于信号的放大。该增益可以由处理器15控制第一调制解调模块13的固有单元来进行调节。
本实施例的工作原理为：以第一通道为例，低压电力线承载的信号经电力线耦合电路处理后，通过芯片1的管脚传送至第一模拟前端模块11中的LNA处，由LNA对信号进行放大后，再经由ADC将该信号转换为数字信号传送给对应的第一调制解调模块13处理，对应的第一调制解调模块13对接收到的数字信号进行解调处理，如PSK解调等，处理后的数据通过数据总线传送至处理器15，供处理器15进行数据处理，以完成信号的接收及处理。经处理器15处理后通过数据总线将处理后的数据传送给对应的第一调制解调模块13中的调制器，该调制器根据处理器15通过总线对该调制器读写的操作结果对该数据进行调制处理，如PSK调制等，处理完毕后传送至DAC进行数模转换，形成模拟信号，经LPF113滤波后传送给外部的电力线耦合电路2，完成信号的发送。
在上述实施例中，第二通道和第一通道的原理相同。
本实施例，在双通道电力线载波通信芯片中将电力线的载波通信通过一个处理器来实现，提高了电力线载波通信装置的集成度，节省了芯片成本。
可选地，第一调制解调模块13和所述第二调制解调模块14均采用PSK调制解调方式。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (1)
1.一种双通道电力线载波通信芯片，其特征在于，所述芯片包括第一模拟前端模块，第二模拟前端模块，第一调制解调模块和第二调制解调模块和一个处理器；
所述第一调制解调模块和所述第二调制解调模块均采用PSK调制解调方式；
电力线耦合电路分别与所述第一模拟前端模块及第二模拟前端模块相连，所述第一模拟前端模块与所述第一调制解调模块相连，所述第二模拟前端模块与所述第二调制解调模块相连，所述第一调制解调模块及所述第二调制解调模块分别与所述处理器相连；所述处理器用于根据每个所述模拟前端模块的工作参数并协调控制每个所述调制解调模块，所述处理器控制每个所述模拟前端模块和每个所述调制解调模块的载波信号频率在95KHz～125KHz范围；
处理器根据第一模拟前端模块和第二模拟前端模块的信号强度、信噪比通道工作参数来协调控制第一模拟前端模块和第二模拟前端模块的实时通信；
其中，处理器的协调控制包括控制第一模拟前端模块和第二模拟前端模块的导通与关闭、第一模拟前端模块的工作频率和第二模拟前端模块的工作频率。
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