CN107046409B - 一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路，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、放大器、第二检波器、比例积分放大器、增益分配器。本发明的一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路实现的技术效果有：进行自动切换，满足自适应大动态范围的信号输入的要求；根据输出变换判断门限，避免了出现反复翻转切换；电路实现结构简单，扩展信号放大器的动态范围，频率响应远优于共射放大器，满足宽频带电力线载波信号放大的要求，扩展了增益调节的动态范围。

Description

一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路

技术领域

本发明涉及电力线载波信号的自动控制技术领域，尤其涉及一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路。

背景技术

现有的电力线载波通信系统和装置中的频段分为窄带(30kHz-500kHz)和宽带(2MHz-30MHz)通信，电力线载波通信信道受到各种干扰、衰减、反射等多种影响，使得信道的频率和相位响应变得十分复杂，导致通信成功率随时间和线路变化差异性很大。

电力线载波通信信号的动态范围很大，典型的载波信号在发送端，接收到的信号峰峰值达到20V，而在衰减较大的远端，接收信号的强度仅为1mV或者更低；因此需要电路的自动增益控制范围很大；传统的用于无线通信的自动增益控制电路，接收端信号往往经过自由空间衰减而功率得到衰减，因而要求的动态范围小；但对于载波信号，当发送端和接收端处在电力线同一位置时，接收端输入信号最高达到20V，很容易使自动增益控制电路出现饱和，导致接收不成功，甚至电路损坏。

现有技术中的一种做法是在接收端接收电路前加入一个固定的信号衰减器，但这种做法将导致接收端在接收弱信号时灵敏度下降。另一方面，载波通信信号多数为突发信号，需要在很短的时间内将信号捕获和解调，需要自动增益控制电路调节迅速和稳定，传统的数字式自动增益电路存在反应慢、调节增益不连续的缺点，不能满足高速电力线载波通信的要求。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术存在以下技术问题：在信号电压控制增益放大器方面，随着载波通信速率和带宽的提高和OFDM技术的采用，对载波信号放大的增益带宽提出了越来越高的要求，采用专用集成芯片的方式存在成本高和功耗大等诸多缺点。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，如何提供一种能够解决大信号缺乏保护措施、动态范围小、反应速度低等问题的技术方案。

为解决以上技术问题，本发明提供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、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放大器的输入端相连，所述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。

与现有技术相比，本发明的一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路实现的技术效果有：信号输入端有功率衰减器和过载保护电路两条针对强信号和弱信号的通路，且通过检波器、阈值判断器和切换开关进行通路的自动切换，满足自适应大动态范围的信号输入的要求；阈值判断器具有根据输出变换判断门限的功能，从而避免了出现反复翻转切换；电可调衰减器采用PIN二极管电路实现电压控制可调衰减量，电路实现结构简单；放大器采用三极管和电阻组成的偏置电路，扩展信号放大器的动态范围，采用共射-共基放大器电路结构，其频率响应远优于共射放大器，满足宽频带电力线载波信号放大的要求；采用比例积分放大器对误差信号进行积分和放大，采用增益分配器对三级衰减器进行增益分配，扩展了增益调节的动态范围。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本发明的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本发明的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本发明的原理。

图1示出本发明实施例的一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路的电路结构图；

图2示出本发明实施例的另一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路的电路结构图；

图3示出本发明实施例的阻抗匹配电路和带通滤波电路的电路结构图；

图4示出本发明实施例的功率衰减器、过载保护电路、切换开关、第一检波器的电路结构图；

图5示出本发明实施例的电可调衰减器的电路结构图；

图6示出本发明实施例的放大器的电路结构图；

图7示出本发明实施例的比例积分放大器、第二检波器的电路结构图；

图8示出本发明实施例的增益分配器的电路结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本发明，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本发明同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。

为了克服传统自动增益控制电路的不足，解决现有技术存在的对大信号缺乏保护措施、动态范围小、反应速度低的问题，同时降低电路成本，本发明提出了一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路，在信号输入端采用可根据信号强度进行切换的信号衰减保护电路，采用三级可调衰减和放大器电路实现动态范围扩展，采用三极管组合放大电路实现工作频带的扩展，采用模拟电路和增益分配电路实现增益调节的快速响应。因此本发明的方法能够很好地克服现有自动增益控制电路的不足，解决电力线载波通信工程中的实际问题。以下对本发明提出的自动增益控制电路进行详细说明。

如图1所示，本发明实施例的一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路，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、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放大器的输入端相连，所述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。

在上述自动增益控制电路中，所述阈值判断器的输出端控制所述切换开关在所述功率衰减器的输出端和所述过载保护电路的输出端之间进行选择。

如图2所示，在一种可能的实现方式中，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。

如图3所示，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。

在阻抗匹配电路中，信号源输入的电力线载波信号由C1进行隔直，由T1进行阻抗变换，通过改变T1的变压比可以使得输入的电力线载波信号的阻抗匹配，R1为输出阻抗匹配电阻。

如图3所示，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；其中，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。

在本发明中，所述带通滤波电路由C2、L1、C3、L2组成的高通滤波器和L3、C4、C6、L4、C5、C7组成的低通滤波器串联组成，调节高通滤波器和低通滤波器的截止频率可以改变带通滤波电路的通频带，C4、C5用于对频带内的高频段进行增益补偿。

如图4所示，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。

如图4所述的功率衰减器，由R3、R4、R5组成的分压电路组成。所述的过载保护电路，由R9进行限流，D3、D4组成钳位电路。所述第一检波器，由R2进行限流，C8进行隔直，D1、D2、C9组成检波和峰值保持电路，R10为泄放电阻。所述阈值判断器，由R6、R7、R8、U1组成阈值可变的比较判断电路，其原理为，当第一检波器输出的幅值电平较低时，U1输出高电平，此时U1输出翻转的阈值为：

其中，V_CC为电源电压。

当第一检波器输出的幅值大于VTH1,U1输出低电平，此时U1输出翻转的阈值为：

显然，VTH1>VTH2，即当第一检波器输出的幅值大于VTH1时，U1输出低电平；当第一检波器输出的幅值保持大于VTH2，即可以保持U1输出低电平不变，从而避免了出现反复翻转切换。

所述的切换开关，其输出信号可以根据阈值判断器输出的逻辑电平CTL在S1、S2两个输入之间进行切换，当CTL为1时，选择S2输出；当CTL为0时，选择S1输出。

如图5所示，所述电可调衰减器(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具有相同的电路结构)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。

其中，D5、D6为PIN二极管(普通的二极管由PN结组成，在P和N半导体材料之间加入一薄层低掺杂的本征(Intrinsic)半导体层，组成的这种P-I-N结构的二极管就是PIN二极管)，当D5、D6两端电压为正向偏置时，呈低阻抗状态，正向偏置电流越大，其对地电阻越低；C10、C11、C12为隔直电容，R12为偏置电阻，一般取值较大，Q1为控制电流的三极管，R13为限流电阻；当控制端CTL为VCC时，Q1关断时，D5的阳极保持对地电压为0，D5、D6呈高阻态；当控制端CTL电压降低时，Q1导通，电流通过R11、D5、D6，D5、D6电阻开始降低，控制端CTL电压越低，Q1导通电流越大，D5、D6电阻越低，从而达到调节衰减量的目的。

如图6所示，所述放大器(所述第一级放大器、第二级放大器、第三级放大器具有相同的电路结构)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。

其中，R19、R14、R15、Q2组成Q3的偏置电路，R17、R18、C14、Q5组成Q5的偏置电路，Q3、Q4组成共射-共基放大器，L5为信号输出电感，该电路的输入和输出之间不存在密勒效应，其频率响应远优于共射放大器，满足宽频带电力线载波应用需求，电路实现结构简单。

如图7所示，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。

所述第二检波器，由C15进行隔直，D7、D8、C16组成检波和峰值保持电路，R22为泄放电阻。所述比例积分放大器中，U2组成信号缓冲器，R20、R21、C17、U3组成积分放大器电路，U3的正输入端接增益控制的参考电平VREF；假设U2输出的信号为V_I，则比例积分放大器的输出V_OUT可以表示为：

j其实就是虚数单位i，但是在电学里面i指代的是电流，所以就采用j表示虚数√(-1)，ω指的是角频率。

如图8所示，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。

在所述增益分配器中，由R26、R23、R24、R25组成电压分配电路，U4、U5、U6分别组成缓冲器，增益分配器的输入端V_IN连接比例积分放大器的输出端，增益分配器的三个输出端V_OUT1、V_OUT2、V_OUT3分别接第一电可调衰减器、第二电可调衰减器、第三级电可调衰减器的增益控制端。增益分配器的具体分配原则为，调整R26、R23、R24、R25的电阻值，满足V_OUT1>V_OUT2>V_OUT3，且随V_IN的降低而成比例降低，随着V_IN的降低，第三级电可调衰减器先调节，第二级电可调衰减器后调节，第一级电可调衰减器最后调节，从而实现大动态范围的增益调节。

与现有技术相比，本发明的一种电力载波通信的宽频大动态自动增益控制电路实现的技术效果有：信号输入端有功率衰减器和过载保护电路两条针对强信号和弱信号的通路，且通过检波器、阈值判断器和切换开关进行通路的自动切换，满足自适应大动态范围的信号输入的要求；阈值判断器具有根据输出变换判断门限的功能，从而避免了出现反复翻转切换；电可调衰减器采用PIN二极管电路实现电压控制可调衰减量，电路实现结构简单；放大器采用三极管和电阻组成的偏置电路，扩展信号放大器的动态范围，采用共射-共基放大器电路结构，其频率响应远优于共射放大器，满足宽频带电力线载波信号放大的要求；采用比例积分放大器对误差信号进行积分和放大，采用增益分配器对三级衰减器进行增益分配，扩展了增益调节的动态范围。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

Claims (1)

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。

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