CN206807484U - 电能表及正弦载波通信信号调制电路 - Google Patents

Abstract

一种电能表及正弦载波通信信号调制电路，由方波调制单元以及正弦波调制单元组成；其中，该方波调制单元用于将一待传输的数据信号与一设定频率的载波信号，进行调制，得到调制方波；该正弦波调制单元用于将该调制方波转换为调制正弦波，该调制正弦波能够通过双绞线传输给外部设备。本实用新型电路结构简单、功耗低、成本低。

Description

电能表及正弦载波通信信号调制电路

技术领域

本实用新型涉及一种远距离有线通信设备，尤其涉及一种载波通信设备。

背景技术

由于全球各国家电力公司对电能表通信提出了不同需求，以满足不同客户需求。现有大多市场上的电能表，主要采用双绞线的RS485通信方式，来实现与人机界面进行信息交互。为了简化结构，降低成本，实有必要对现行标准的RS485通信方式予以改进。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于克服上述现有技术所存在的不足，而提出一种正弦载波通信信号调制电路，电路结构简单、功耗低、成本低。

本实用新型针对上述技术问题提出一种正弦载波通信信号调制电路，由方波调制单元以及正弦波调制单元组成；其中，该方波调制单元用于将一待传输的数据信号与一设定频率的载波信号，进行调制，得到调制方波；该正弦波调制单元用于将该调制方波转换为调制正弦波，该调制正弦波能够通过双绞线传输给外部设备。

在一些实施例中，该方波调制单元采用逻辑芯片进行数据信号与载波信号的调制。

在一些实施例中，在进行数据信号与载波信号的调制之前，该数据信号经过至少一级缓冲。

在一些实施例中，该逻辑芯片选用或非门芯片。

在一些实施例中，该逻辑芯片选用与非门芯片。

在一些实施例中，该正弦波调制单元包括由两个三级管组成的推挽电路，以及信号耦合变压器。

在一些实施例中，该正弦波调制单元还包括位于该推挽电路的输入端的、由两个二极管组成的钳位电路以及由电阻电容组成的滤波电路。

在一些实施例中，该正弦波调制单元还包括位于该信号耦合变压器的输入端的、由两个稳压管组成的限幅电路。

在一些实施例中，该载波信号为50Khz的方波信号。

本实用新型针对上述技术问题还提出一种电能表，其包括如上所述的正弦载波通信信号调制电路。

与现有技术相比，本实用新型的正弦载波通信信号调制电路，通过巧妙地由方波调制单元以及正弦波调制单元组成，与RS485通信类似，能够以双绞线作为信号传输载体，通信距离可达几百米之远，电路结构简单、功耗低、成本低。

附图说明

图1是本实用新型的正弦载波通信信号调制电路的框图示意。

图2是本实用新型中方波调制单元的电路图示意。

图3是本实用新型中正弦波调制单元的电路图示意。

图4是本实用新型输入信号与输出信号的波形示意。

图5是图4中波形的放大示意。

其中，附图标记说明如下: 10 正弦载波通信信号调制电路 1 方波调制单元 2正弦波调制单元。

具体实施方式

以下结合本说明书的附图，对本实用新型的较佳实施例予以进一步地详尽阐述。

参见图1，图1是本实用新型的正弦载波通信信号调制电路的框图示意。本实用新型提出一种正弦载波通信信号调制电路10，能够适用于诸如电能表之类的终端设备与诸如移动手持设备、集中器之间的信息采集设备之间的远距离有线通信。该正弦载波通信信号调制电路10由方波调制单元1以及正弦波调制单元2组成。其中，方波调制单元1用于将一待传输的数据信号（例如来自电能表的微处理器的串行通信口）与一设定频率的载波信号（例如50Khz的方波），进行调制，得到调制方波。正弦波调制单元2用于将该调制方波转换为调制正弦波，该调制正弦波能够通过双绞线传输给外部设备（图未示）。

结合参见图4和图5，图4是本实用新型输入信号与输出信号的波形示意。图5是图4中波形的放大示意。通过方波调制单元1和正弦波调制单元2协同作用，当MCU（微处理器）发出的数据信号为0时，正弦波调制单元2输出50Khz的正弦波信号；当MCU发出的数据信号为1时，正弦波调制单元2输出一直为0。调制后的信号，通过双绞线传输给外部设备。

参见图2，图2是本实用新型中方波调制单元的电路图示意。该方波调制单元1包括：芯片U1（四或非门芯片，型号为74LVC02APW），电阻R1、R8、R11、R13、R15、R16、R18、R19，以及电容C1、C3、C7等元器件。

具体地，芯片U1的1脚与5脚相连。芯片U1的4脚与8脚及电阻R1的一端相连。电阻R1的另一端、芯片U1的14脚和电容C1的一端连接到系统电源3.3V。芯片U1的2脚连接到电阻R15的一端。芯片U1的3脚连接到电阻R16的一端和电容C7的一端。电阻R16的另一端连接到电阻R18的一端。芯片U1的6脚连接到电阻R8的一端。芯片U1的9脚连接到电阻R19的一端。电阻R18和电阻R19的另一端连接到系统电源3.3V。芯片U1的10脚连接到电阻R13的一端。电阻R13的另一端连接到芯片U1的11脚和电容C3的一端。芯片U1的12脚连接电阻R11的一端。电阻R15、R11、R8的另一端、电容C1、C3、C7的另一端、芯片U1的7脚连接到系统地GND。芯片U1的13脚连接到该正弦波调制单元2。

在本实施例，该方波调制单元1借助该芯片U1，对要传输的数据信号，进行了三次的反相处理后，与载波信号（例如：50Khz的方波信号）进行调制，得到调制方波，予以输出。在其他实施例中，借助该芯片U1，对要传输的数据信号，进行了一次的反相处理后，与载波信号进行调制，得到调制方波，予以输出，也是可以的。可以理解的是，三级反相可以理解成三级缓冲，一级反相可以理解成一级缓冲，相较而言，多级缓冲较单级缓冲而言，抗干扰能力会要强一些。

在本实施例中，该芯片U1是选用四或非门芯片，在其他实施例中，该芯片U1也可以选用四与非门芯片。在本实施例中，该载波信号选用50Khz的方波信号；在其他实施例中，根据实际应用的需要，该载波信号也可以选用诸如：30Khz、60Khz、75Khz、100Khz、200Khz等其他频率的方波信号。

参见图3，图3是本实用新型中正弦波调制单元的电路图示意。该正弦波调制单元2包括：电感L1，二极管D1、D2，三极管Q2、Q3，稳压管Z7、Z8，信号耦合变压器T1，电阻R2、R3、R6、R7、R10、R12、R14、R17、R20，以及电容C2、C4、C5、C6、C8、C9、C10、C11等元器件。其中，二极管D1、D2可以理解为钳位电路。三极管Q2、Q3可以理解为推挽电路。稳压管Z7、Z8可以理解为限幅电路，举例而言，稳压管Z7、Z8的额定值可选用9.1v左右。电阻R7与电容C11可理解为低通，电容C9与电阻R12可理解为高通滤波，这些滤波电路能够对调制方波进行必要的滤波处理，有利于得到波形较好的正弦波，通过双绞线予以输出。

具体地，电感L1的一端连接到该方波调制单元1，用于获取调制方波。电感L1的另一端连接到电阻R17的一端。电阻R17的另一端连接到电容C9、C11的一端。电容C9的另一端连接到电阻R12、电容C2、电容C10的一端。电容C2的另一端连接到电阻R3的一端、三极管Q2的基极和二极管D1的阳极。二极管D1的阴极连接到二极管D2的阳极。二极管D2的阴极连接到电容C10的另一端、电阻R20的一端和三极管Q3的基极。三极管Q3的发射极连接电阻R10的一端。电阻R10的另一端连接电阻R6的一端和电容C5的一端。电阻R6的另一端连接三极管Q2的发射极。三极管Q2的集电极连接到电阻R2的一端。电阻R2和电阻R3的另一端连接到系统电源3.3V。电容C5的另一端连接到电阻R7的一端。电阻R7的另一端连接到电阻R14的一端、电容C8的一端、稳压管Z7的阳极、信号变压器T1的4脚。稳压管Z7的阴极连接到稳压管Z8的阴极。稳压管Z8的阳极、信号变压器T1的1脚、电容C8的另一端、电阻R14的另一端、三极管Q3的集电极、电阻R20的另一端、R12的另一端和电容C11的另一端连接到系统地GND。信号变压器T1的5脚连接到电容C4、电容C6的一端。电容C6的另一端连接信号变压器T1的8脚和输出端子J1的一端。电容C4的另一端连接到输出端子J1的另一端。输出端子J1上连接双绞线的一端，双绞线的另一端能够与外部设备相连。

与现有技术相比，本实用新型的正弦载波通信信号调制电路10，通过巧妙地由方波调制单元1以及正弦波调制单元2组成，与RS485通信类似，能够以双绞线作为信号传输载体，通信距离可达几百米之远，电路结构简单、功耗低、成本低。

上述内容仅为本实用新型的较佳实施例，并非用于限制本实用新型的实施方案，本领域普通技术人员根据本实用新型的主要构思和精神，可以十分方便地进行相应的变通或修改，故本实用新型的保护范围应以权利要求书所要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种正弦载波通信信号调制电路，其特征在于，由方波调制单元以及正弦波调制单元组成；其中，该方波调制单元用于将一待传输的数据信号与一设定频率的载波信号，进行调制，得到调制方波；该正弦波调制单元用于将该调制方波转换为调制正弦波，该调制正弦波能够通过双绞线传输给外部设备。

2.根据权利要求1所述的正弦载波通信信号调制电路，其特征在于，该方波调制单元采用逻辑芯片进行数据信号与载波信号的调制。

3.根据权利要求2所述的正弦载波通信信号调制电路，其特征在于，在进行数据信号与载波信号的调制之前，该数据信号经过至少一级缓冲。

4.根据权利要求2所述的正弦载波通信信号调制电路，其特征在于，该逻辑芯片选用或非门芯片。

5.根据权利要求2所述的正弦载波通信信号调制电路，其特征在于，该逻辑芯片选用与非门芯片。

6.根据权利要求1所述的正弦载波通信信号调制电路，其特征在于，该正弦波调制单元包括由两个三级管组成的推挽电路，以及信号耦合变压器。

7.根据权利要求6所述的正弦载波通信信号调制电路，其特征在于，该正弦波调制单元还包括位于该推挽电路的输入端的、由两个二极管组成的钳位电路以及由电阻电容组成的滤波电路。

8.根据权利要求6所述的正弦载波通信信号调制电路，其特征在于，该正弦波调制单元还包括位于该信号耦合变压器的输入端的、由两个稳压管组成的限幅电路。

9.根据权利要求1所述的正弦载波通信信号调制电路，其特征在于，该载波信号为50Khz的方波信号。

10.一种电能表，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的正弦载波通信信号调制电路。