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【摘 要】当前，电力载波通信作为一种高效、便捷的数据传输方式，已经在我国电网建设中得到普遍应用。本文以SC1128电力载波芯片为基础，提出了一种电力载波通信线路设计方案，并介绍了相应的电路设计图，利用低压线传输信号，有覆盖范围广、节省成本的显著优点，这一技术在电力信号传输、智能电网监测、智能小区监测等方面的应用较为广泛。
【关键词】电力载波 线路设计 方案
近些年来，我国电网建设取得了巨大成就，通信技术也在稳步提高，通信线路、通信设备的管理问题日益突出，在通信线路管理中的出现的问题，多数是由线路设计不合理导致的。电力载波通信技术能够有效保证通信质量，是解决电力信号传输问题的有效途径之一。利用SC1128电力载波芯片设计的通信线路，具有连接便捷，布线时间短等优势，能够有效保障信号的稳定性与安全性。
一、电力载波通信技术概述
电力载波通信技术是利用特定型号的调制解调器处理传输信号，使之形成特定的载波信号，再把设置好的信号发送到电力线上，以实现信号的传输与数据交换的通信传输方式。电力载波通信技术是建立在配电网基础上的，它能够实现通信网内部以及各通信网络之间的通信，它利用电力线作为传输信号的介质，有效避免了新通信网的投资与建设。当前，随着通信技术的迅猛发展，光纤等宽带通信方式有取代电力载波通信技术的趋势，但电力载波通信技术仍具有成本低廉、可靠性强、覆盖范围广、速度快、移动性强等优势，在电网的自动抄表系统、智能电网控制、家居智能化等方面有广泛的应用前景，提高电力线载波通信设计技术已经是电力载波通信技术发展的必然要求，电力线载波芯片SC1128是一种专门为工业领域电力网络通信传输与家庭通信而设计的调制解调器，具有安全性能高、处理速度快、稳定性强的优势，能够保障信号传输的可靠性。
二、电力载波通信的硬件设计
电路的硬件设计原理比较复杂，一般通信部分采用串口通信，大体的设计流程如下图所示：
当前，比较常用的电力载波通信芯片有：XR2210套片、ST7538、PLT-21、SC1128等，SC1128芯片有比较强的抗干扰性能，并且SC1128芯片里集中了扩频与解扩、D/A与A/D双向转换、电子计算器、输入驱动、输出信号转码、芯片电压检测以及串口通信等功能。
（一）电路耦合设计。电路的耦合设计是指电力载波信号的输入与输出通路的设计，在电路设计过程中，要考虑220V电路的传输损耗，信号接收后的耦合转化装置。在变压器分压后，220V线路在变压器中绕3-8匝就能满足信号传输要求，在输入通道要连接一个电阻，以控制电力输送过程中的不稳定电压。
（二）滤波电路设计。在电力载波通信设计方案中，滤波电路设计是相当复杂的，设计人员要根据SC1128芯片的初始化设置要求设计，同时要考虑阻抗是否匹配的问题。笔者建议在滤波器的设计过程中使用四级滤波，四级滤波的性能稳定，安全系数高，具体的设计参数有载波频率、带通滤波器的中心频率、频率波动范围等参数可以根据芯片设计公司的使用说明书进行设置，设计完成后可以才用专业软件进行模拟仿真来评估芯片内电容的具体参数。
（三）放大电路设计。通信线路的放大设计要根据电路信号的输出功率确定，方案设计要以SC1128芯片的输出方波为基础，实现电子芯片功率放大用1-6个三极管即可实现，电路设计放大的目的在于将滤波后的传输信号放大80倍以上，以达到增大信号传输的目的，信号放大要特别注意信号失真的问题，方案设计人员可以采用增加三极管、提高输出功率的措施，保证信号放大后，其通话质量、抗干扰性都要维持在合理的水平内。
三、电力载波通信技术
（一）中继技术。电力线通常处于复杂的通信环境中，设计人员要提高通信的可靠性、信号传输的安全性，通过加大信号传输频率、控制输出阻抗等来是实现传输的稳定性，其作用是有限的，比较有成效的措施是采用中继技术、扩频技术。
自适应中继协同技术是一种优秀的传输技术，它可以较大幅度的提高电力载波通信系统的通信质量，而且在技术上也是可靠的，设计人员一般采用静态中继的方法，其主要设计思路是：主集中器与各分站的采集器通过较为发达的电力线相连，在电路进行安装设计时，各分站采集器要对全网进行定期监测，从而得到与子站相联系的地址，同时将信号传输给主基站，主站根据子站的信号生成能与各分站地址相同的通信地址。在程序运行过程中，如果主集中器和各分站的通信地质匹配失败时，主站要通过控制中心存储的通信地址，逐个使用能与其通信的分站进行调配，直到主站与各分站通信畅通为止。
中继技术可以充分利用主站与分站的有效调节发送有效信息，还可以在信号通道空闲时维持低水平的的数据速率，能够有效提高电力线载波的安全性、可靠性以及线路的抗噪声的能力。
（二）扩频技术。电力线载波通信主要扩频方式是直接序列扩频，直接序列扩频是指设计人员利用高频度的扩频码序列去扩展信号的频谱，在通信的终端利用相同的扩频码序列进行解码，将扩宽的信号转化为初始的传输信号。为保证通信线路的质量，一般采用PSK调制。扩频技术具有隐蔽性强、通话质量高、抗干扰性能好、兼容性强的优势。在一般电力载波通信线路的设计过程中，扩频技术是必不可少的。
四、结语
随着我国电力技术的迅速发展，电力载波通信技术越来越受电力工作者的重視，电力载波通信线路的设计关系着线路的安全性与传输信号的稳定性，在其设计过程中，设计人员要采用质量高的传输芯片，采用先进的电力载波通信技术，争取实现信号传输的稳定性与安全性。
参考文献：
[1]邱建斌，王劭伯.电力载波通信的电源监视系统设计[J].福州大学学报（自然科学版）.2007（02）
[2]王奎甫.复信号处理及其在电力线载波通信中的应用[J].电力系统自动化.2006（14）
[3]刘梅华，李文江，汪东.一种基于扩频通信的煤矿通信系统及其应用[J].辽宁工程技术大学学报.2005（S1）
[4]张瑞红.基于PL3105的低压电力线载波通信硬件设计[J].电子设计应用.2004（12）
【关键词】电力载波 线路设计 方案
近些年来，我国电网建设取得了巨大成就，通信技术也在稳步提高，通信线路、通信设备的管理问题日益突出，在通信线路管理中的出现的问题，多数是由线路设计不合理导致的。电力载波通信技术能够有效保证通信质量，是解决电力信号传输问题的有效途径之一。利用SC1128电力载波芯片设计的通信线路，具有连接便捷，布线时间短等优势，能够有效保障信号的稳定性与安全性。
一、电力载波通信技术概述
电力载波通信技术是利用特定型号的调制解调器处理传输信号，使之形成特定的载波信号，再把设置好的信号发送到电力线上，以实现信号的传输与数据交换的通信传输方式。电力载波通信技术是建立在配电网基础上的，它能够实现通信网内部以及各通信网络之间的通信，它利用电力线作为传输信号的介质，有效避免了新通信网的投资与建设。当前，随着通信技术的迅猛发展，光纤等宽带通信方式有取代电力载波通信技术的趋势，但电力载波通信技术仍具有成本低廉、可靠性强、覆盖范围广、速度快、移动性强等优势，在电网的自动抄表系统、智能电网控制、家居智能化等方面有广泛的应用前景，提高电力线载波通信设计技术已经是电力载波通信技术发展的必然要求，电力线载波芯片SC1128是一种专门为工业领域电力网络通信传输与家庭通信而设计的调制解调器，具有安全性能高、处理速度快、稳定性强的优势，能够保障信号传输的可靠性。
二、电力载波通信的硬件设计
电路的硬件设计原理比较复杂，一般通信部分采用串口通信，大体的设计流程如下图所示：
当前，比较常用的电力载波通信芯片有：XR2210套片、ST7538、PLT-21、SC1128等，SC1128芯片有比较强的抗干扰性能，并且SC1128芯片里集中了扩频与解扩、D/A与A/D双向转换、电子计算器、输入驱动、输出信号转码、芯片电压检测以及串口通信等功能。
（一）电路耦合设计。电路的耦合设计是指电力载波信号的输入与输出通路的设计，在电路设计过程中，要考虑220V电路的传输损耗，信号接收后的耦合转化装置。在变压器分压后，220V线路在变压器中绕3-8匝就能满足信号传输要求，在输入通道要连接一个电阻，以控制电力输送过程中的不稳定电压。
（二）滤波电路设计。在电力载波通信设计方案中，滤波电路设计是相当复杂的，设计人员要根据SC1128芯片的初始化设置要求设计，同时要考虑阻抗是否匹配的问题。笔者建议在滤波器的设计过程中使用四级滤波，四级滤波的性能稳定，安全系数高，具体的设计参数有载波频率、带通滤波器的中心频率、频率波动范围等参数可以根据芯片设计公司的使用说明书进行设置，设计完成后可以才用专业软件进行模拟仿真来评估芯片内电容的具体参数。
（三）放大电路设计。通信线路的放大设计要根据电路信号的输出功率确定，方案设计要以SC1128芯片的输出方波为基础，实现电子芯片功率放大用1-6个三极管即可实现，电路设计放大的目的在于将滤波后的传输信号放大80倍以上，以达到增大信号传输的目的，信号放大要特别注意信号失真的问题，方案设计人员可以采用增加三极管、提高输出功率的措施，保证信号放大后，其通话质量、抗干扰性都要维持在合理的水平内。
三、电力载波通信技术
（一）中继技术。电力线通常处于复杂的通信环境中，设计人员要提高通信的可靠性、信号传输的安全性，通过加大信号传输频率、控制输出阻抗等来是实现传输的稳定性，其作用是有限的，比较有成效的措施是采用中继技术、扩频技术。
自适应中继协同技术是一种优秀的传输技术，它可以较大幅度的提高电力载波通信系统的通信质量，而且在技术上也是可靠的，设计人员一般采用静态中继的方法，其主要设计思路是：主集中器与各分站的采集器通过较为发达的电力线相连，在电路进行安装设计时，各分站采集器要对全网进行定期监测，从而得到与子站相联系的地址，同时将信号传输给主基站，主站根据子站的信号生成能与各分站地址相同的通信地址。在程序运行过程中，如果主集中器和各分站的通信地质匹配失败时，主站要通过控制中心存储的通信地址，逐个使用能与其通信的分站进行调配，直到主站与各分站通信畅通为止。
中继技术可以充分利用主站与分站的有效调节发送有效信息，还可以在信号通道空闲时维持低水平的的数据速率，能够有效提高电力线载波的安全性、可靠性以及线路的抗噪声的能力。
（二）扩频技术。电力线载波通信主要扩频方式是直接序列扩频，直接序列扩频是指设计人员利用高频度的扩频码序列去扩展信号的频谱，在通信的终端利用相同的扩频码序列进行解码，将扩宽的信号转化为初始的传输信号。为保证通信线路的质量，一般采用PSK调制。扩频技术具有隐蔽性强、通话质量高、抗干扰性能好、兼容性强的优势。在一般电力载波通信线路的设计过程中，扩频技术是必不可少的。
四、结语
随着我国电力技术的迅速发展，电力载波通信技术越来越受电力工作者的重視，电力载波通信线路的设计关系着线路的安全性与传输信号的稳定性，在其设计过程中，设计人员要采用质量高的传输芯片，采用先进的电力载波通信技术，争取实现信号传输的稳定性与安全性。
参考文献：
[1]邱建斌，王劭伯.电力载波通信的电源监视系统设计[J].福州大学学报（自然科学版）.2007（02）
[2]王奎甫.复信号处理及其在电力线载波通信中的应用[J].电力系统自动化.2006（14）
[3]刘梅华，李文江，汪东.一种基于扩频通信的煤矿通信系统及其应用[J].辽宁工程技术大学学报.2005（S1）
[4]张瑞红.基于PL3105的低压电力线载波通信硬件设计[J].电子设计应用.2004（12）