[發明專利]一種中壓電力線信號采集自動增益控制裝置

在審

• 申請號: 202011157722.X
• 申請日: 2020-10-26
• 公開（公告）號: CN112511191A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 徐劍英;李亮;劉文斌;王勇焮;張釗;韓德超;張芳;楊中原
• 申請（專利權）人: 青島鼎信通訊股份有限公司
• 主分類號: H04B3/54
• 分類號: H04B3/54;H03G3/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

一種中壓電力線信號采集自動增益控制裝置，包含采集信號輸入模塊、自動增益模塊A1、A2，帶通濾波模塊、ADC數模轉換模塊、FPGA處理模塊，采集信號輸入模塊，實時采集電力線上的信號；自動增益模塊A1、A2，對采集信號進行增益；帶通濾波模塊，對采集信號進行濾波處理，確保其為主頻信號；ADC數模轉換模塊，將采集信號從模擬信號轉換為數字信號；FPGA處理模塊，根據數字信號進行判斷，若判斷已出現鉗位失真，控制自動增益模塊A1、A2切換至低增益模式；若數字信號淹沒在噪聲中，則控制自動增益模塊A1、A2切換至高增益模式。本裝置接收信號動態范圍較寬且成本可較低的信號采集裝置對電力線通信來說有著巨大的市場應用及經濟效益。

技術領域

本發明涉及電力線通信技術領域，具體涉及一種中壓電力線信號采集自動增益控制裝置。

背景技術

電力線通信系統中，信號采集裝置采集到的信號隨著線路距離及負載不同，采集到的信 號大小差異較大，采集裝置處理器存在處理采集信號過大信號失真及采集信號過小淹沒在噪 聲中無法處理的問題。

目前電力線通信信號采集裝置增益控制裝置采用模擬端為固定放大的方式，然而該方式 導致接收信號范圍受限；另外一種方式為專用電力通信芯片內置PGA控制，該方式同樣存在 芯片輸入范圍受限，且定制芯片成本高昂。

發明內容

為解決上述現有技術存在的不足或缺陷，本發明提出了一種中壓電力線信號采集自動增 益控制裝置，該裝置接收信號動態范圍較寬且成本可較低的信號采集裝置對電力線通信來說 有著巨大的市場應用及經濟效益。

為實現上述目的，本發明提出了一種中壓電力線信號采集自動增益控制裝置，包含采集 信號輸入模塊、自動增益模塊A1、A2，帶通濾波模塊、ADC數模轉換模塊、FPGA處理模塊， 其技術方案如下：

采集信號輸入模塊，實時采集電力線上的信號，并將采集信號發送至自動增益模塊A1、 A2；

自動增益模塊A1、A2，對采集信號進行增益后，發送至帶通濾波，增益公式如下：

帶通濾波模塊，對采集信號進行濾波處理后，確保采集信號為主頻信號，并將其傳輸至 ADC數模轉換模塊；

ADC數模轉換模塊，將采集信號從模擬信號的型式轉換為數字信號，同時輸出轉化為數 字信號至FPGA處理模塊；

FPGA處理模塊，根據接收的數字信號進行判斷，若判斷已出現鉗位失真，則控制自動增 益模塊A1、A2使其切換至低增益模式；若數字信號淹沒在噪聲中，則控制自動增益模塊A1、 A2切換至高增益模式，以此確保輸入的數字信號保持在合理范圍內。

當采集信號較大時，為確保判斷正確，判斷邏輯為兩個周期波形，ADC采集端顯示鉗位 失真，進行第一次低增益切換，切換后采集信號依然較大，進行第二次低增益切換，同樣判 斷兩個周期波形，判斷信號在正常范圍內，保持該增益穩定采集。

當采集信號過小時，進行第一次高增益切換，若判斷采集信號依然較小，進行第二次高 增益切換，知道判斷采樣信號在正常范圍內，保持該增益穩定采集。

進一步的，自動增益模塊A1、A2結構相同，包含反向放大器和模擬開關K1,其中：

反向放大器包含低噪聲運算放大器D1、增益電阻Rg和反饋電阻Rf1、Rf2......RfN，增 益電阻Rg連接低噪聲運算放大器D1的反向輸入端，反饋電阻Rf1、Rf2......RfN一端與低 噪聲運算放大器D1正向輸入端相連，另一端與模擬開關CH1、CH2……CHN引腳相連；

模擬開關K1的COM引腳與低噪聲運算放大器D1的輸出端相連，其CMD引腳與FPGA處理 模塊相連。