[基于SC1128芯片电力载波扩频通讯系统的设计与研究]电力载波芯片

　　摘要:电力线载波通信是利用电力线路作为传输通道的载波通信，电力系统特有的一种传输方式.但存在着一定的缺点，本文利用SC1128芯片对电力载波通讯进行研究，改变了电力线载波通讯的可变信号衰减、阻抗调制、脉冲噪声以及等幅震荡波干扰等不利于数据传输的特性。取得的效果。
　　关键词：载波通信；SC1128芯片；通信网
　　中图分类号：TM73 文献标识码：A
　　电力网是一个近乎天然、入户率绝对第一的物理网络，而现有的功能仅仅是传输电能。如何利用网络资源潜力，在不影响传输电能的基础上，实现窄带或宽带通信，使之成为继电信、电话、无线通信、卫星通信之后的又一通信网，是多年来国内外科技人员技术攻关的又一目标。而载波通信则是使电力网成为通用网络的最有效的一种技术。
　　 电力线载波通信是利用电力线路作为传输通道的载波通信，是电力系统特有的一种传输方式。电力线载波通信和其他通信方式相比，具有自己独特优势，因而在电力系统中得到了广泛的应用。但同时，它又具有可变信号衰减、阻抗调制、脉冲噪声以及等幅震荡波干扰等不利数据传输的特性。这就要求我们首先要寻找一种能够解决电力线路自身缺点的方案。而SC1128芯片正是在考虑到这些缺点以后而开发出来的。
　　1系统的硬件设计
　　信号由电力线经耦合器、带通滤波器和前级放大器进入SC1128芯片。经过处理后供微处理器处理。数据由微处理器送至SC1128芯片，经过处理后通过功率放大器和耦合器发送至电力线上，完成电力线上的发送和接收。系统应用框图如图1所示。
　　 图1 系统应用框图
　　1.1电路原理图设计
　　（1）耦合电路部分设计
　　耦合电路是载波信号的输出和输入通路，并起隔离220V/50Hz的工频的作用。该电路在设计时需考虑220V线路侧的阻抗特性，T1为信号耦合变压器，220V线路侧阻抗一般取3～30Ω。然后确定线圈初次级的匝数比或阻抗比。最后设计功率放大器的输出匹配电阻。
　　输入通道接一个浪涌保护二极管，经电阻隔离后接二极管箝位电路输出给前级滤波电路。
　　图2 耦合电路 图3 滤波电路
　　（2）滤波器电路设计
　　滤波器为带通滤波器。其不仅要将带外杂波滤除，还要保证前后级之间的阻抗匹配，以达到顺利传递信号的目的。其滤波电路如图3所示
　　以上电路设计值适应1Kbps数据速率、四周波调制、250KHz载频带宽100KHz(200-300KHz)。
　　（3）信号放大器电路设计
　　本放大电路可以将滤波后的信号不失真的情况下放大75倍以上，以达到本级增益30dB以上的要求因为此级主要是完成小信号的放大，经该级放大后可接入SC1128片内运算放大器继续将信号放大。本电路具有自动增益控制，当外来信号较强时，电路使晶体管的增益降低；当外来信号较强时，电路使晶体管的增益提高。
　　图4自增益放大电路
　　（4）功率放大器电路设计
　　将SC1128第24脚的高压输出转换成功率输出。此脚输出时应接一个不小于1K的上拉电阻，其灌入电流不要超过4mA，并不低于3V峰峰值的信号电压输出。功率放大器本身工作在开关状态。由于正常地发射时间很短，所以在选择三极管参数时应该注意其功率参数。
　　图5功率放大器
　　1.2 SC1128与微控制器接口
　　在本设计中我们选用已经普及的51系列单片机。因本系统设计较小，不需要太多的口线，采用高档系列单片机显得不够经济。故采用AT89C2051即可满足系统的设计要求，又比较经济，达到很高的性价比。
　　SC1128芯片与AT89C2051的接口电路如图6所示
　　图6 SC1128芯片与单片机接口电路
　　2系统的软件部分设计
　　2.1程序协议
　　设计载频FC为250KHZ,四周波调相,数据传输速率1.5KBP，捕获门限值为2680。
　　2.2 程序流程图
　　图7 SC1128系统程序流程图
　　结束语
　　本文根据电力线作为一种传输介质，具有电力阻抗的不确定性，干扰的随机性和信号衰减大特点，采用SC1128电力线扩频载波芯片完成串行数据传输，并且应用于点对点的通信。无论从传输距离，还是数据传输的可靠性方面都取得了满意的效果。
　　参考文献
　　[1]李雷,刘建伟.基于SC1128的网络家电通信系统研究[J].大众科技报，2006(7).
　　[2]曹洪亮.适用于扩频通信的宽带功率放大器的设计[J].现代电信科技，2006(8).
　　[3]陈炎桂，陈志伟，关德新.基于SC1128的无线扩频通信系统[J].电子技术的应用，2005，(12)
　　[4]杨哗.扩频通信集成电路SC1128的应用[J].世界电子元器件，2003(4).