電力載波通信控制終端設計

配電變壓器對電力載波信號有阻隔作用；

三相電力線間有很大信號損失（10～30dB）；

不同信號耦合方式對電力載波信號損失不同；

電力線存在固有的脈沖干擾；

電力線對載波信號造成高削減。

技術問題未來有可能被克服，但是從目前國內寬帶網建設的情況來看，留給PLC的時間和空間并不寬裕。家庭智能系統的研究給PLC帶來了新的機遇。該系統以PC為核心實現家電的智能控制。因為數據僅在家庭范圍傳輸，束縛PLC應用的五大困擾將不復存在，遠程對家電的控制我們也能通過傳統網絡先連接到PC然后再控制家電方式實現。該系統中要求家電與PC通過電力線通信終端連接完成數據傳輸功能，該終端技術上要求能夠在電力線環境下穩定傳輸數據，具有較強抗干擾能力。

本文所介紹的系統通過擴頻通信技術來克服干擾，采用SC1128設計電力載波通信控制終端,載波頻率為250kHz，帶寬為100kHz，4周波調相，數據速率1kb/s，可實現低壓電力線的通信功能。

電力載波modem芯片的選擇

國外較早對電力線載波通信技術進行了研究，多家公司推出了自己的電力線載波modem芯片。目前市場上先進的電力載波modem（調制/解調）芯片主要有Intellon公司的SSCP300芯片和Echelon公司的PLT-22芯片。其中SSCP300采用了擴頻（Chirp方式）調制解調技術、現代DSP技術、CSMA技術以及標準的CEBus協議，可以稱為智能modem芯片，體現了modem芯片的發展趨勢。但SSCP300在國內電力線載波領域使用效果并不理想。其主要原因是該芯片是按北美地區的電網特性和頻率標準設計的。而PLT-22主要針對工業控制網而設計，采用BPSK調制解調技術以及多種容錯及糾錯技術，所以目前在我國應用效果最理想。但它是Lonworks網絡專用，而且價格太高，難以在民用市場大規模推廣。

在該系統中我們選擇由北京智源利和微電子技術有限公司設計開發的電力線載波調制芯片SC1128，該芯片專門針對中國低壓電網特性而設計，是一款適合中國低壓電網特性的數據傳輸專用芯片。該芯片采用CMOS技術設計的數模混合專用電路，應用先進的擴頻通信技術和調制解調技術，是面向低壓電力線低速率通信市場需要的專用擴頻modem芯片。相對前面介紹的兩款芯片，SC1128價位較低，可以為民用市場所接受。由于采用了直接序列擴頻、數字信號處理、直接數字頻率合成等新技術，該芯片應用在電力線通信方面具有較強的抗干擾及抗衰減性能。其電路內部集成了擴頻器、DAC和ADC、輸出驅動器、輸入信號放大器、工作電壓檢測器、看門狗電路、串/并接口電路，使得該芯片在多功能小型系統應用中可以降低系統的成本，提高系統的性能。其發射信號以兩種形式輸出：一種是經DAC后從正弦緩沖器輸出，諧波成分少；另一種從高壓開漏緩沖器輸出。該芯片含有的輸入信號放大器可對輸入信號進行前置放大；內置看門狗電路監視系統程序的工作狀態；內置電壓監測器可監測電源電壓的變化，并及時向系統發出報警信號；內置電子表電路（24小時制）可滿足不同時間段計費率的要求（支持掉電工作）；內置串行半雙工同步傳輸通信接口，方便與MCU之間的控制命令和數據交換；采用63位擴頻碼，數據速率典型值為6.0kb/s（最大20kb/s）；捕獲門限值200～6290，由軟件設定；內置64