CN103338080B - 电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法及其电路结构 - Google Patents

Abstract

电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，基于电力线传输区域网内、对标准化的频率区间传输的载波信号的处理过程，根据强干扰噪声的频率超前或滞后载波的情况，通过分时处理通道模块将待处理信号分别输送到强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的第一抑制电路及强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路对限幅信号进行处理，然后再将第一抑制电路和第二抑制电路输出的信号进行差分混合、输出以完成降噪处理过程。无论强干扰噪声和载波（子载波）出现在信道的什么位置，都可以用本专利论证的方法，实现对电力线强干扰噪声的抑制。本发明方法有效地实现了弱小的载波（子载波）信号在整个载波频带内不被抑制的大前提下，对强干扰噪声进行有效地衰减。

Description

电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法及其电路结构

技术领域

本发明属于电力线载波通信技术领域，涉及一种利用电力线载波信道通信过程中干扰噪声的抑制方法，具体地说是电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法及其电路结构。

背景技术

在输送电能的电力线内传输载波信号，存在着阻抗严重失配的问题。这就直接导致载波通信机输出功率的设计不可能过大。因此，电力线内实际传输的载波信号功率都很弱小。而电力线内的干扰噪声和脉冲，都来自电力线配电网络内的大功率用电设备，以及这些设备通过高压开关随机性“接入”或“断开”。因此，功率都很强大。这两种强弱信号的功率之差可高达50分贝以上。即使两信号在电力线内混合叠加也会在频率、幅度等指标上绝对以强干扰噪声为主，弱的载波信号只能通过叠加，轻微地改变强干扰噪声的幅度。但通过专用电路或仪表对其进行直接分离和测定将是非常困难的工作。虽然电力线内实际传输的受强干扰的载波信号十分复杂而且无法预知，也很难用一种稳定的信号具体描述，考虑到任何复杂的信号都可以根据付里叶变换分解为若干个不同频率不同幅度正弦波信号的原理，我们可以把电力线内实际传输的受强干扰噪声或脉冲伤害的载波信号，简化为两列幅度相差50db，频率不同的正弦波信号的叠加。叠加后的信号频率、幅度都以强正弦波信号为主，弱的正弦波信号通过叠加微弱改变强正弦波的幅度来附加自身的信息。以下两种叠加波形的描述可等价于电力线内所有受强干扰噪声伤害的载波信号波形。

第一种叠加波形是当强正弦波频率低于弱正弦波频率时出现。可描述为：在一个强正弦波周期内，其幅度随着多个周期的弱正弦波幅度变化而微弱变化，这种强正弦波幅度的微弱变化携带了弱正弦波信号的信息。

第二种叠加的波形是当强正弦波频率高于弱正弦波频率时出现。可描述为：多个周期的强正弦波幅度在一个弱信号周期内作微弱变化。并通过这种变化来携带弱正弦波信号信息。我们很容易看出这两种信号波形描述，虽然都来自同一个波形叠加原理，但波形结构却有实质的不同。假如我们设计了一种抑制强正弦波电路，它可以有效的抑制比弱正弦波频率低的强正弦波信号，而提升频率较高弱的正弦波信号。但当这两个强弱正弦波信号频率对换时强正弦波信号反而被提升，增强，而弱正弦波信号却被抑制。这就得到相反的结果。因而，以上论述的抑噪方法是有严格的先决条件的。

所以，只有将信道内存在的强、弱正弦波的相互频率高低，必须有效、准确、随机地判断和完成分时处理。这里的强与弱代表的是干扰噪声和通讯信号。这才能在整个信道内有效抑制强正弦波信号，是改善信噪比的关键。

如上所述，由于两路强弱正弦波信号幅度相差高达50分贝，它们之间相互频率高低判断，应当先测定强、弱正弦波的频率，再去选择抑噪的方法。现有技术中的电路设计是无法实现的。必须找到另外一种更为实用、有效方式对随机变换的噪声频率进行判断、并自动传输到相适用的处理通道。这正是本发明需要解决的技术问题。

发明内容

本发明为了解决上述技术难题，设计了一种电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法及其电路结构，本方法根据强干扰噪声及载波在载波信道中的频率高低，以分配和传输受干扰载波信号进入到相应配套涉及的抑噪电路，来进行强干扰噪音抑制和弱载波信号的提取与增强，从而有效地实现了对电力线载波信道中强干扰噪声的抑制。

本发明采用的技术方案是：电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，基于电力线传输区域网内、对标准化的频率区间传输的载波信号的处理过程，关键在于：所述的方法的具体步骤中包括：

A、从接收点引出的载波信号引入高通滤波器，消除混在载波信号中的在频率区间下限内的干扰信号、获得高于频率区间下限值的掺杂强干扰噪声信号与载波信号的混合信号；

B、将混合信号通过额定电平限幅器电路进行限幅，获得在额定电平范围内的限幅混合信号；

C、将限幅混合信号引入分时处理通道模块，该模块中包括强干扰噪声信号与载波信号的频率的比较电路、和根据比较电路的逻辑值决定的两条信息通道出口：强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口和强干扰噪声信号频率高于载波信号频率通道出口，进入分时处理；

D、引入强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的通道混合信号进入第一抑制电路进行限幅降噪处理得到抑噪后混合信号a，然后转送到差分混合电路；

E、引入强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路对限幅信号进行处理，以获得抑噪后混合信号b，然后转送到差分混合器；

F、抑噪后混合信号a与抑噪后混合信号b两路信号通过差分混合器进行差分混合；

G、将差分混合后的信号输出，完成降噪处理过程。

本发明的有益效果是：1、在电力线载波信道内，无论强干扰噪声和载波（子载波）的频率怎样随机变化，都可以准确无误地判别出来，并将受强干扰噪声伤害的载波（子载波）信号，输送到相应的处理电路进行抑制；有效地实现了弱小的载波（子载波）信号，在整个载波频带内不被抑制的大前提下，对强干扰噪声进行有效地衰减，也就是说不必测定强干扰噪声和弱载波的频率，而通过特定判断电路的电平输出，准确无误地判断出强干扰噪声的频率比载波频率高还是低，从而准确地把受强干扰噪声伤害的载波信号引导到相应抑制电路，去有效抑制强噪声干扰；2、我国规定的电力线载波信道的频率范围为：40khz至500khz，所以，本发明方法设计的任何抑制强干扰噪声电路，均满足在这一频带内正常工作的条件；3、对于任何强弱相差高达50dB的混合信号，以抑制强干扰信号为主，但同时不让弱信号受到压缩和衰减。从幅度高达50dB的噪声淹没中，区分或筛选出弱小的载波信号，无论是用“模拟”或“数字”处理技术其设计难度是可想而知的。本发明方法首先从判断、识别、抑制强干扰噪声信号入手，虽然扑捉不到弱小的载波信号，但绝对不会消弱或压缩载波（子载波）信号。等把强噪声干扰抑制到一定电平之后，再对载波信号提取并给予有效放大，最终使信道内传输载波（子载波）信号的信噪比获得提升。

附图说明

图1是本发明的流程图；

图2是额定电平限幅器电路的结构示意框图；

图3是图2的电原理图；

图4是分时处理通道模块的结构示意框图；

图5是强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的第一抑制电路的结构示意框图；

图6是强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的第一抑制电路的电原理框图；

图7是强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路的结构示意框图；

图8是强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路的电原理图；

附图中，1是额定电平限幅器电路，2是分时处理通道模块，2A是强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口，2B是强干扰噪声信号频率高于载波信号频率通道出口，3是第一抑制电路，4是差分混合器，5是第二抑制电路，GH是高通滤波器，48是输入端射随器电路，49是额定电平放大器电路，50是检出噪声比较放大电路，51是受控衰减器电路，52是第一射随器电路，T是控制信号提取电路，J是噪声频率鉴别电路，10是噪声电平提取电路，9是第一电平转换电路，11是第二电平转换电路，12是非门电路，13是第一电子开关，14是第二电子开关，15是第三电子开关，7代表延迟比较放大器电路，8代表比较电路，17是延时器电路，23是第二射随器电路，19是可控比较放大器电路，32是受控开关电路K1，34是受控开关电路K2，35是第三匹配射随器，27是限幅器电路，30是差分放大器电路，L代表触发逻辑电路，31代表设定噪声电平比较电路，33代表控制逻辑生成电路，28是第五射随器电路，29是第四射随器电路。

具体实施方式

电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，基于电力线传输区域网内、对标准化的频率区间传输的载波信号的处理过程，重要的是：所述的方法的具体步骤中包括：

A、从接收点引出的载波信号引入高通滤波器GH，消除混在载波信号中的在频率区间下限内的干扰信号、获得高于频率区间下限值的掺杂强干扰噪声信号与载波信号的混合信号；

B、将混合信号通过额定电平限幅器电路1进行限幅，获得在额定电平范围内的限幅混合信号；

C、将限幅混合信号引入分时处理通道模块2，该模块中包括强干扰噪声信号与载波信号的频率的比较电路、和根据比较电路的逻辑值决定的两条信息通道出口：强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口2A和强干扰噪声信号频率高于载波信号频率通道出口2B，进入分时处理；

D、引入强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的通道混合信号进入第一抑制电路进行限幅降噪处理得到抑噪后混合信号a，然后转送到差分混合电路4；

E、引入强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路对限幅信号进行处理，以获得抑噪后混合信号b，然后转送到差分混合器4；

F、抑噪后混合信号a与抑噪后混合信号b两路信号通过差分混合器4进行差分混合；

G、将差分混合后的信号输出，完成降噪处理过程。

本方法步骤B中所述的额定电平限幅器电路1的结构中包括输入端射随器电路48、额定电平放大器电路49、检出噪声比较放大电路50、受控衰减器电路51，通过高通滤波器GH的混合信号进入射随器电路48阻抗匹配后送至受控衰减器电路51，受控衰减器电路51的控制信号来自控制信号提取电路T，控制信号提取电路T由串联的额定电平放大电路49和检出噪声比较放大电路50组成，受控衰减器电路51的输出经第一射随器电路52送至下一步骤处理。由于电力线载波信道内的脉冲干扰非常强大，且动态范围也可高达几十分贝，一般电子电路很难满足这种受干扰载波信号的动态范围要求。所以设计了超过额定电平就对信号进行限幅的“额定电平限幅器电路1”。额定电平限幅器电路1的功能可以保证在强干扰低于额定电平时，保持载波信号的幅度不受伤害，在高于额定电平的超强干扰时，载波信号按比例进行压缩。输入端射随器电路48的作用是进行阻抗匹配，额定电平放大器电路49的作用是便于检出噪声比较放大电路50对干扰噪声电平变化的信息提取，并用提取的信息去控制受控衰减器电路51，使其对高于设定幅度的信号进行衰减。第一射随器电路52便于和下一级接口匹配。

步骤C中的分时处理通道模块2的结构中包括：与第一射随器电路52连接的并联的噪声频率鉴别电路J和噪声电平提取电路10，噪声频率鉴别电路J通过第一电平转换电路9转换为触发信号送至第二电子开关14，噪声电平提取电路10通过第二电平转换电路11转换为触发信号送至第一电子开关13，与第一电平转换电路9连接的非门电路12的触发信号发送至第三电子开关15，第一电子开关13与第二电子开关14的信号组配形成分时处理通道模块2的强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口2A，第三电子开关15的输出信号形成强干扰噪声信号频率高于载波信号频率通道出口2B。分时处理通道模块2的功能很重要，它能随机并准确地判断出强干扰噪声、脉冲或其他干扰波和载波（子载波）频率，在载波信道中的大小关系，进而把此时的受干扰载波（子载波）信号输送到相应的噪声抑制电路进行处理。

噪声频率鉴别电路J的结构中包括一个延迟比较放大器电路7和一个比较电路8串连的电路。分时处理通道模块2为强干扰噪声频率是低于还是高于载波（子载波）频率的识别电路，比较电路8是比较器电路可使延迟比较放大器电路7的输出在达到或超过设定的电平时翻转，这样可以通过设置比较器的不同电平，调整干扰噪声高于载波频率时受损载波（子载波）信号输出到相应抑噪电路的控制灵敏度。第一电平转换电路9能把比较器的输出转换为控制脉冲。强干扰只要在信道中出现，噪声电平提取电路10都会有输出。当随机信道内没有强干扰噪声出现时，噪声电平提取电路10会通过控制逻辑把即时的载波信号给强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路，因为此电路中含有载波信号无干扰时的直通电路。第二电平转换电路11的功能同第一电平转换电路9。第一电平转换电路9、第二电平转换电路11、和非门电路12组合逻辑控制第一电子开关13、第二电子开关14、第三电子开关15，以实现根据强干扰及载波（子载波）频率在载波信道中的相互位置，分配和传输受干扰载波信号到相应的抑制电路，进行强干扰抑制和弱信号提取和增强。

强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的第一抑制电路3和强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路5分别接受由分时处理通道模块2交替传输来的受干扰载波信号，对强干扰进行抑制对弱小的载波信号进行增强和提取。由于强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的第一抑制电路3和强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路5的输出是交替进行，在时间上没有冲突，所以，用差分混合器4，即可合成时间上连续的信号。其中：

步骤D中所述的强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的第一抑制电路3的结构中包括延时器电路17、可控比较放大器电路19，第二射随器电路23，来自于强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口2A的混合信号和经延时器电路17延时处理的信号送至可控比较放大器电路19差分放大后经第二射随器电路23送下一步骤处理。

步骤E所述的强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路5的结构中包括：为来自于强干扰噪声信号频率高于载波信号频率通道出口2B的混合信号设计的两条信息通道，借助每条信息通道中串连的受控开关电路K1、和受控开关电路K2连接到下级步骤中的第三匹配射随器35，通向受控开关电路K2的信息通道中设置有串连的限幅器电路27和差分放大器电路30，差分放大器电路30输入端口连接在另一条信息通道上；第二抑制电路5的结构中还包括受控开关电路K1和受控开关电路K2的触发逻辑电路L，该触发逻辑电路L由串联的设定噪声电平比较电路31和控制逻辑生成电路33组成控制信号分别加载在受控开关电路K1和受控开关电路K2的触发端，设定噪声电平比较电路31的输入端与强干扰噪声信号频率高于载波信号频率通道出口2B的射随输出连接。

所述的噪声电平比较电路31的电路结构中包括放大器U51B、二极管D51、及外围配套的阻、容元件，放大器U51B输出端与二极管D51的负极相连。

所述的控制逻辑生成电路33的电路结构中包括与非门U52A、和与非门U52B，噪声电平比较电路31的输出端及接地端分别与非门U52A的输入端连接，与非门U52A的输出端及受控开关电路K1的控制端与与非门U52B的输入端连接，与非门U52B的输出端与受控开关电路K2的触发端连接。

所述的强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的第一抑制电路3的结构中包括延时器电路17、可控比较放大器电路19，配套第二射随器电路23，控制信号提取电路16，混噪信号经强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口2A，经延时器电路17延时处理后的信号送至可控比较放大器电路19差分放大，再经配套第二射随器电路23输出,控制信号从控制信号提取电路16出口端发出至可控比较放大器电路19中的放大系数控制电路的控制信号输入端，控制信号提取电路16的输入端与混噪信号经强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口2A的输出端连接。在具体实施时，如图6所示所述的延时器电路17即电阻R37; 可控比较放大器电路19是由运算放大器U32A和配套的电阻R310、电阻R37元件及由电阻R311、电阻R314及场效应管Q31并、串连组成的可控放大系数调节电路搭接组成，所述可控放大系数调节电路设置在运算放大器U32A输出和输入之间，运算放大器U32A直接输出或转至二级抑噪处理电路，二级抑噪处理电路与第一抑制电路3的原理相同。

控制信号提取电路16结构中包括以运算放大器U31B以及外围配套电阻R31、电阻R33搭成的交流放大电路，由二极管D31和检波、滤波电阻R31、电阻R32、电容C13元件构成的直流通道，以运算放大器U31C以及外围配套电阻R31、电阻R33构成的直流放大电路，以上交流放大电路、直流通道与直流放大电路依次串联以形成由可调电阻W31、二极管D31、及外围配套的阻、容元件搭成的电路的放大电路，强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口2A的信号输出端与放大器U31B的输入端连接。

所述的强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路5的结构中包括：本电路为引入混噪信号设计的两条信息通道，一条为直连通道，结构中包括第五射随器电路28、受控开关电路K1、第三匹配射随器35；第二条为抑噪处理通道、结构中包括限幅器电路27、第四射随器电路29、差分放大器电路30、受控开关电路K2；差分放大器电路30的两个输入端口分别接至第五射随器电路28和第四射随器电路29的输出端，出口端通过受控开关电路K2接在第三匹配射随器35的输入端口经适配处理后输出；本电路的结构中还包括控制信号提取电路、由设定噪声电平比较电路31和控制逻辑生成电路33串连组成、连接在第五射随器电路28输出端口，由控制逻辑生成电路33输出端口引出两条触发信号线分别连接在两个受控开关的触发端口上。具体实施时如图8所示，直连通道中的第五射随器电路28由运算放大器U51D和电阻R511搭接而成、受控开关电路K1是电子开关U54A、第三匹配射随器35是运算放大器U53A；第二条通道中的限幅器电路27是由电阻R512和双向二极管D53组成的分压电路，第四射随器电路29由运算放大器U51C搭接组成，差分放大器电路30是运算放大器U51A和电阻R513、电阻R514 、电阻R515、电阻R516元件搭接而成的比较放大电路，受控开关电路K2是电子开关U54B, 运算放大器U51A的两个输入端口分别借助电阻R513、电阻R515接至运算放大器U51D、运算放大器U51C的输出端、出口端通过电子开关U54A接在运算放大器U53A的输入端口。

设定噪声电平比较电路31是由运算放大器U51B与配套电阻R51、电阻R52、电阻R53元件搭接而成的差分放大器和二极管D51和电阻R54、电阻R56、电容C51元件组成的检、滤波电路串连而成，运算放大器U51B的输入端接在第五射随器电路28的输出端、经检、滤波电路取出的控制信号加载到控制逻辑生成电路33的输入端；控制逻辑生成电路33由与非门U52A和与非门U52B串连搭接而成、形成相反的两个触发信号分别加载在电子开关U54A和电子开关U54B的触发端；抑噪信号经电子开关U54A送至运算放大器U53A输出。

所述的受控衰减器电路51的电路结构中包括与检出噪声比较放大电路50的控制端依次串联的电阻R18、场效应管Q11、及与场效应管Q11并联的电阻R110，场效应管Q11的输出端与第一射随器电路52的输入端连接。所述的第一射随器电路52是放大器U11D。

额定电平放大电路49是由运算放大器U11B和配套电阻R12、电阻R13搭接成的运算放大电路。

所述的检出噪声比较放大电路50的电路结构中包括二极管D11组成的检波电路，运算放大器U11C，电阻R14、电阻R15、电容C11组成的分压、滤波电路，电阻R16、电阻R17、可调电阻W11组成的可调分压电路搭接成的负反馈式直流放大电路。在具体实施时，如图3所示，U11A是输入端射随器电路48，其输出通过由R11和R110组成的电阻衰减器，通过放大器U11D组成的射随输出到下一级。场效应管Q11和R110并联，其电阻变化可以改变R11和R110电阻衰减器的衰减量。场效应管Q11的电阻变化受运算放大器U11C输出控制。运算放大器U11B的放大量设定了对输入信号进行衰减的额定幅度。

在具体实施时，以该方法在我国应用为例，我国规定的电力线载波信道的频率范围为：40khz至500khz。所以，用本方法设计的任何抑制强干扰噪声电路，必须在这一频带内正常工作。对于任何强弱相差高达50dB的混合信号，以抑制强干扰信号为主，但同时不能让弱信号受到压缩和衰减。从幅度高达50dB的噪声淹没中，区分或筛选出弱小的载波信号，无论是用“模拟”或“数字”处理技术其设计难度是可想而知的。本项专利首先从判断、识别、抑制强干扰噪声信号入手，虽然扑捉不到弱小的载波信号，但绝对不能消弱或压缩载波（子载波）信号。等把强噪声干扰抑制到一定电平之后，再对载波信号提取并给于有效放大，最终使信道内传输载波（子载波）信号的信噪比获得提升。由于强干扰噪声及弱载波（子载波）信号，在整个40khz至500khz载波信道内，相互位置会随信息编码规则随时变化，抑制强干扰的过程中随时需要识别强干扰噪声和载波频率在信道内的相互位置，在无法测量载波信号的情况下，也只能通过判断强干扰噪声，通过特定电路后的幅度变化来实现。

第一、对于强干扰噪声（脉冲间歇）频率低于载波（子载波）频率时，相当于弱小的高频正弦波叠加在比其振幅高大约50dB、频率相对低的正弦波之上。电子电路的基础知识告诉我们，在同一通道中传输的两路频率不同的正弦波，同时经过一个固定时间t的延迟（T/4<t<3T/4, 其中T为频率较高一路正弦波的周期），其相位的变化规律是：固定的延迟随着频率的升高，相对的相位变化越大。如果我们再把延迟前后的这两路正弦波输入一个差分放大器进行放大，则输出幅度随正弦波频率的升高从小变大。并在t=T/2延迟点获取6dB的幅度增益。其原理方框图如图5所示。

但是，用这种方法只能抑制频率低于载波的强干扰噪声。当遇到比载波（子载波）频率高的强干扰噪声时，不但不能抑制强干扰噪声反而使其增强。由于此时的干扰噪声输出增强，我们可以利用这一特点在不必预知干扰和载波频率的前提下，准确地判断出它们之间在载波信道中的频率大小。

第二、对于强干扰噪声（脉冲间歇）频率高于载波（子载波）频率时，相当于弱小的低频正弦波叠加在比其振幅高大约30dB、频率相对高的正弦波之上。混合后的波形类似调幅波。该抑制方法的设计是先让混合信号经过限幅器，抑制掉叠加在强正弦波顶部的弱正弦波信号，用这路顶部被压缩或被消除的信号和原来信号进行差分放大，我们就可以获取弱小的信号的最大幅度时的混合信号。这里要引起注意的是，限幅幅度不能过大以多级级联进行分级限幅最好。在级联过程中还可以对处理后的混合信号进行放大，以获取弱小信号的增益。级联时还要用混合信号幅度识别电路，保证限幅器只对超出设定幅度的混合信号限幅，低于设定幅度的混合信号直接输送到下一级。

其原理方框图如图7所示。由于混合信号中的强干扰噪声幅度变化的包络信息，携带了弱小的低频信号。此方法的实质是用丢失部分强信号的信息和弱信号的可容忍失真作为代价，换取了对弱小信号的放大和提取。这种抑制方法也有先天不足，当高频强干扰的频率小于两倍弱信号频率时，提取弱信号的能力就会变得很差。

综上所述，当强干扰和载波（子载波）信号在整个载波信道内按编码法则随时改变频率时，以上两种方法都不能独自完成抑制强干扰噪声、增强载波信号的任务。但是，这两种方法所设计的电路抑制电力线载波信道内的噪声又各有所长。所以，随时准确判断和识别强干扰噪声和载波（子载波）频率在载波信道中的大小就成为本项发明的关键。根据强干扰噪声的频率超前或滞后载波的情况，通过分时处理通道模块2将待处理信号，分别输送到如上面所述的两种抑制方法设计的电路去处理，无论强干扰噪声和载波（子载波）出现在信道的什么位置，都可以用本专利论证的方法，实现对电力线强干扰噪声的抑制。强干扰噪声及载波频率在信道中大小判断，方法可以有多种多样，如图6所设计的电路，也是来识别判断强干扰和载波（子载波），在载波信道相对位置的简捷有效的方法。用其输出形成控制脉冲去启动相应的电子开关，把待处理受干扰载波（子载波）信号传输到相应的抑噪电路去处理。

本方法的电路结构中所设计的强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的第一抑制电路3、强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路5、分时处理通道模块2的特色是：在电力线载波信道内，无论强干扰噪声和载波（子载波）的频率怎样随机变化，系统都可以准确无误地判别出来，并通过控制电路将受强干扰噪声伤害的载波（子载波）信号，输送到相应的处理电路进行抑制。这些抑制电路的共同特点是：弱小的载波（子载波）信号，在整个载波频带内不被抑制的大前提下，对强干扰噪声进行有效地衰减。

Claims (12)

1.电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，基于电力线传输区域网内、对标准化的频率区间传输的载波信号的处理过程，其特征在于：所述的方法的具体步骤中包括：

A、从接收点引出的载波信号引入高通滤波器（GH），消除混在载波信号中的在频率区间下限内的干扰信号并获得高于频率区间下限值的掺杂强干扰噪声信号与载波信号的混合信号；

B、将混合信号通过额定电平限幅器电路（1）进行限幅，获得在额定电平范围内的限幅混合信号；

C、将限幅混合信号引入分时处理通道模块（2），该模块中包括强干扰噪声信号与载波信号的频率的比较电路和根据比较电路的逻辑值决定的两条信息通道出口：强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口（2A）和强干扰噪声信号频率高于载波信号频率通道出口（2B），进入分时处理；

D、引入强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的通道混合信号进入第一抑制电路（3）进行限幅降噪处理得到抑噪后混合信号a，然后转送到差分混合电路（4）；

E、引入强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路（5）对限幅信号进行处理，以获得抑噪后混合信号b，然后转送到差分混合器（4）；

F、抑噪后混合信号a与抑噪后混合信号b两路信号通过差分混合器（4）进行差分混合；

G、将差分混合后的信号输出，完成降噪处理过程。

2.根据权利要求1所述的电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，其特征在于：本方法步骤B中所述的额定电平限幅器电路（1）的结构中包括输入端射随器电路（48）、额定电平放大器电路（49）、检出噪声比较放大电路（50）、受控衰减器电路（51），控制信号提取电路（T）由串联的额定电平放大电路（49）和检出噪声比较放大电路（50）组成，通过高通滤波器（GH）的混合信号进入射随器电路（48）阻抗匹配后送至受控衰减器电路（51）和额定电平放大电路（49）的输入端，受控衰减器电路（51）的控制信号来自控制信号提取电路（T）中的检出噪声比较放大电路（50），受控衰减器电路（51）的输出经第一射随器电路（52）送至下一步骤处理。

3.根据权利要求1所述的电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，其特征在于：步骤C中的分时处理通道模块（2）的结构中包括：与第一射随器电路（52）连接的并联的噪声频率鉴别电路（J）和噪声电平提取电路（10），噪声频率鉴别电路（J）通过第一电平转换电路（9）转换为触发信号送至第二电子开关（14），噪声电平提取电路（10）通过第二电平转换电路（11）转换为触发信号送至第一电子开关（13），与第一电平转换电路（9）连接的非门电路（12）的触发信号发送至第三电子开关（15），第一电子开关（13）与第二电子开关（14）的信号组配形成分时处理通道模块（2）的强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口（2A），第三电子开关（15）的输出信号形成强干扰噪声信号频率高于载波信号频率通道出口（2B）。

4.根据权利要求3所述的电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，其特征在于：噪声频率鉴别电路（J）的结构中包括一个延迟比较放大器电路（7）和一个比较电路（8）串连的电路。

5.根据权利要求1所述的电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，其特征在于：步骤D中所述的强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的第一抑制电路（3）的结构中包括延时器电路（17）、可控比较放大器电路（19），第二射随器电路（23），来自于强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口（2A）的混合信号和经延时器电路（17）延时处理的信号送至可控比较放大器电路（19）差分放大后经第二射随器电路（23）送下一步骤处理。

6.根据权利要求1所述的电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，其特征在于：步骤E所述的强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路（5）的结构中包括：为来自于强干扰噪声信号频率高于载波信号频率通道出口（2B）的混合信号设计的两条信息通道，借助每条信息通道中串连的受控开关电路K1（32）和受控开关电路K2（34）连接到下级步骤中的第三匹配射随器（35），通向受控开关电路K2（34）的信息通道中设置有串连的限幅器电路（27）和差分放大器电路（30），差分放大器电路（30）输入端口连接在另一条信息通道上；第二抑制电路（5）的结构中还包括受控开关电路K1（32）和受控开关电路K2（34）的触发逻辑电路（L），该触发逻辑电路（L）由串联的设定噪声电平比较电路（31）和控制逻辑生成电路（33）组成控制信号分别加载在受控开关电路K1（32）和受控开关电路K2（34）的触发端，设定噪声电平比较电路（31）的输入端与强干扰噪声信号频率高于载波信号频率通道出口（2B）的射随输出连接。

7.根据权利要求1所述的电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，其特征在于：所述的强干扰噪声信号频率低于载波信号频率的第一抑制电路（3）的结构中包括延时器电路（17）、可控比较放大器电路（19），配套第二射随器电路（23），控制信号提取电路（16），混噪信号经强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口（2A），经延时器电路（17）延时处理后的信号送至可控比较放大器电路（19）差分放大，再经配套第二射随器电路（23）输出,控制信号从控制信号提取电路（16）出口端发出至可控比较放大器电路（19）中的放大系数控制电路的控制信号输入端，控制信号提取电路（16）的输入端与混噪信号经强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口（2A）的输出端连接。

8.根据权利要求7所述的电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，其特征在于：所述的延时器电路（17）即电阻R37; 可控比较放大器电路（19）是由运算放大器U32A和配套的电阻R310、电阻R37元件及由电阻R311、电阻R314及场效应管Q31并、串连组成的可控放大系数调节电路搭接组成，所述可控放大系数调节电路设置在运算放大器U32A输出和输入之间，运算放大器U32A直接输出。

9.根据权利要求7所述的电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，其特征在于：控制信号提取电路（16）结构中包括以运算放大器U31B以及外围配套电阻R31、电阻R33搭成的交流放大电路，由二极管D31和检波、滤波电阻R31、电阻R32、电容C13元件构成的直流通道，以运算放大器U31C以及外围配套电阻R31、电阻R33构成的直流放大电路，以上交流放大电路、直流通道与直流放大电路依次串联以形成由可调电阻W31、二极管D31、及外围配套的阻、容元件搭成的电路的放大电路，混噪信号经强干扰噪声信号频率低于载波信号频率通道出口（2A）与放大器U31B的输入端连接。

10.根据权利要求1所述的电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，其特征在于：所述的强干扰噪声信号频率高于载波信号频率的第二抑制电路（5）的结构中包括：本电路为引入混噪信号设计的两条信息通道，一条为直连通道，结构中包括第五射随器电路（28）、受控开关电路K1（32）、第三匹配射随器（35）；第二条为抑噪处理通道，结构中包括限幅器电路（27）、第四射随器电路（29）、差分放大器电路（30）、受控开关电路K2（34）；差分放大器电路（30）的两个输入端口分别接至第五射随器电路（28）和第四射随器电路（29）的输出端，出口端通过受控开关电路K2（34）接在第三匹配射随器（35）的输入端口经适配处理后输出；本电路的结构中还包括控制信号提取电路，该控制信号提取电路由设定噪声电平比较电路（31）和控制逻辑生成电路（33）串连组成并连接在第五射随器电路（28）输出端口，由控制逻辑生成电路（33）输出端口引出两条触发信号线分别连接在两个受控开关的触发端口上。

11.根据权利要求10所述的电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，其特征在于：直连通道中的第五射随器电路（28）由运算放大器U51D和电阻R511搭接而成，受控开关电路K2（34）是电子开关U54A，第三匹配射随器（35）是运算放大器U53A；第二条通道中的限幅器电路（27）是由电阻R512和双向二极管D53组成的分压电路，第四射随器电路（29）由运算放大器U51C搭接组成，差分放大器电路（30）是运算放大器U51A和电阻R513、电阻R514 、电阻R515、电阻R516元件搭接而成的比较放大电路，受控开关电路K1（32）是电子开关U54B, 运算放大器U51A的两个输入端口分别借助电阻R513、电阻R515接至运算放大器U51D、运算放大器U51C的输出端，该运算放大器U51A的出口端通过电子开关U54A接在运算放大器U53A的输入端口。

12.根据权利要求11所述的电力线载波信道强干扰噪声的抑制方法，其特征在于：设定噪声电平比较电路（31）是由运算放大器U51B与配套电阻R51、电阻R52、电阻R53元件搭接而成的差分放大器和二极管D51和电阻R54、电阻R56、电容C51元件组成的检、滤波电路串连而成，运算放大器U51B的输入端接在第五射随器电路（28）的输出端，经检、滤波电路取出的控制信号加载到控制逻辑生成电路（33）的输入端；控制逻辑生成电路（33）由与非门U52A和与非门U52B串连搭接而成，形成相反的两个触发信号分别加载在电子开关U54A和电子开关U54B的触发端；抑噪信号经电子开关U54A送至运算放大器U53A输出。