[發明專利]一種用電力線傳送脈沖信號的方法

無效

• 申請號: 00100525.1
• 申請日: 2000-01-21
• 公開（公告）號: CN1307407A
• 公開（公告）日: 2001-08-08
• 發明（設計）人: 周振權;蔡小鷹;周青
• 申請（專利權）人: 周振權
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種在電力線單相回路中傳送脈沖信號的方法，該方法利用時鐘脈沖對脈沖信號進行定位(數控)，利用交變電壓過0(V)點作為同步基準，并用一種脈沖傳送器實行傳送。

電力線分布廣泛，是一種潛在通訊資源，但由于電力線上有高峰值交變電壓，電網分布面積大，易受干擾，難以用已有通訊技術在電力線上傳輸信息。國內外在這方面開發研究的主要方向是在電力線上加載高頻載波，用調制/解調技術實現信息傳輸，如US-5246334,US-4479215,DE-2039409，已有的開發工作有：利用電力線通電話；國內電力部門用電力線進行通話和實施電網管理等。由于這類技術抗干擾難度大，至今還沒有取得能夠廣泛應用的技術成果。

本發明的目的是提出一種既能利用電力線傳送脈沖信號，又能夠與現有弱電控制系統相容的技術方法。本方法沒有重復載頻技術的老路，而是充分利用現代脈沖技術的成果，在交變電壓中創造應用脈沖技術的條件。

本發明的目的是這樣實現的：脈沖信號以兩種形式注入電力線：一是直流電源經高速開關電路控制產生的電壓跳變，二是高頻載波脈沖式載入形成的載波“片段”；在電力線交變電壓周期內用傳送器內部時鐘對信號發送/接收位置定位；在信號網內用電壓過0(V)脈沖對內部時鐘確立同步基準，脈沖信號的接收與發送同步；接收電路用接收窗口處理信號和干擾；每個信號網點都用脈沖傳送器與電力線作信號連接、發送或接收信號。下面作進一步闡述。

????????一、交變電壓周期中的脈沖信號傳送位置

脈沖信號(無論電壓跳變式還是高頻載入式)在電力線上傳送，都是在電壓周期內設定的傳送位置上進行的。電壓跳變信號(即正規脈沖)的傳送位置分布在交變電壓周期的特定區段，具體指電壓正、負半周內峰值電壓兩側的低壓區段，這是宏觀交變電壓中的微觀直流低壓區段，電壓跳變信號(脈沖)從這里注入，夾在交變電壓波峰之間0V位置附近傳送。高頻載波式信號則是一種將載頻在信號脈沖控制下的注入形式，傳送位置不受高低壓區段局限，能在交變電壓全周期范圍內傳送。

信號傳送位置是用內部時鐘設定的一個幾十微秒的時間段，在這個時間段內允許電壓發生一次跳變，或載入一段載波，成為信號“1”；如在此時間段內沒有電壓變化，即為信號“0”。脈沖信號在電力線上傳送只發生在傳送位置里，別的時間既無信號發送，也不接收任何信號。傳送位置由計算機提供的定位脈沖控制。

就一個信號傳送位置對應一個信號而言，計算機提供的定位脈沖可以看成為信號傳送的一種同步脈沖。

?????????????二、脈沖傳送器的內部時鐘系統

脈沖傳送器里設有內部時鐘系統，有計數器對時鐘脈沖進行計數，每過半個交變電壓周期，時鐘脈沖計數器復位一次，每次復位得到一個時鐘脈沖序列，計數器的復位信號來自內部電路中檢測交變電壓過0(V)點得到的過零脈沖。這樣，每個時鐘脈沖序列都是從0V開始，到下一個0V結束，長度與半周期一致。序列中每個脈沖的序號也從0V開始順序編排，到下一個0V為止。脈沖序號用于設定信號發送/接收位置和高電壓阻斷位置等，設定值將作為定位控制數據儲存于計算機。

??????????????三、內部時鐘脈沖的同步

在電力線回路中，交變電流方向的每次轉變都出現一個0電流瞬間，電壓為0，這種電流方向的轉變是在全回路范圍同時發生的，所以電壓過0(V)點在回路內具有時間基準的品質，可以用作內部時鐘同步的基準。0V的電路特征也便于檢測，現在有許多檢測電壓過零點的高速電路，在100HZ的檢測頻率下，只需十幾納秒就能得到過零脈沖。這樣，分布在同一回路的各信號網點，由于它們的內部時鐘脈沖計數器都以過0(V)脈沖復位和啟動，它們的內部時鐘脈沖序列被過0(V)脈沖同步，而各網點序列內部的脈沖，由于被規定使用相同頻率，所以只要在脈沖周期不小于微秒，也可視為同步。

時鐘脈沖計數器每半周期被刷新一次，序列內脈沖同步的時間誤差不會積累；同時，時鐘序列每過半周就被過0(V)脈沖更新，所以電力系統工頻不穩還會對同步帶來影響。

??????????????四、脈沖信號的接收和發送同步

電力線信號脈沖的接收與信號發送同步可以提高信號傳送的可靠性和抑止干擾的影響。接收端傳送器里的接收電路是用接收窗口的設計實施同步接收的。

接收窗口是個選通電路，選通脈沖是內部計算機提供的定位脈沖，由于接收端的定位脈沖與發送端的定位脈沖同步，所以接收窗口的開放時間與信號發送時間同步。不在信號發送時間，接收窗口對電力線上任何信號(包括干擾)都是關閉的。