选频电路的选择的选择.PDF

下面给大家分析一下耦合信号链路部分关键器件的选择。 一：一：高压端高压端 LCLC 选频电路的选择选频电路的选择:: 一一：：高压端高压端 LCLC 选频电路选频电路的选择的选择:: 如果大家从 TI 网站上下载 TIPLCV3 EVM，对于高压信号输入端是如下图 1的信号。 其中 J24和 J22是一组跳线，用来选择高压电容和电感的搭配，用于针对不同的频段进行选 频。 例如 Prime协议是 CENELEC A 频段，G3 是 FCC 频段等。 下面就以 CENELEC A频段为例，给大家介绍一下选频的电路结构。 Prime选择A 频段，根据EN50065-1标准的定义，A频段为 3kHz 到 95kHz，通常低于 40kHz 的频段会有如下问题： 1. 对于发射电路来说，特别是位于在变压器旁边的 Base Node来说，负载阻抗系数有时候 会小于 1 欧姆。 2. 色噪声，其经常出现在电力线干扰中的背景噪声之中，电力线上有各种各样具有低能量 的噪声，这些噪声以指数方式在低频段累加，就构成了在低频段的经常在电力线的背景 噪声中出现的色噪声。 3. 电表端由于用户的消费行为也会在低频段对信道特性有比较大的影响，例如，各种各样 的家用电器导致了显著的和不可预知的随时间变化的传递函数特性和噪声情况的变化。 因此，Prime协议选择的频带为 47.363kHz以上的 CENELEC A 频段，即47.363kHz 到 95kHz。 图 1 TI PLCV3 EVM 频段选择电路 上图 1中，TB1为高压 220V/110V AC端子，经过一LC 串联谐振电路，进入到耦合变压器。 上述线路耦合电路主要有两方面的作用： 1） 阻挡 50Hz或者60Hz的工频信号，防止其损坏低压端电路 2） 从 AC线路上耦合 OFDM 信号或者把调制的 OFDM 信号耦合到 AC线路上 针对 LC 串联谐振电路的典型模型，R表示线圈L 的损耗电阻。该电路的交流阻抗为 Z=R j（ ），当回路发生谐振时， =0，故回路的谐振频率为： f0 ~= 60Khz 此时 LC 串联电路谐振回路的阻抗最小且 Z0＝R； 信号电压一定时，回路的电流最大且 I0＝Vs/R；电感或电容两端的电压最大，且是信号电 压的 Q倍。Q 的定义为： Q＝ Q 叫回路的品质因数。 针对上述串联谐振选频电路的幅频特性、通频带和选择性讨论如下： 1. 幅频特性： 由上图知，该电路的电流 为方便起见，通常用电流的相对比值（称归一化）来表示串联回路电流的幅频特性： 利用上式可画出下图的幅频特性曲线（即谐振曲线）。 图 2 串联（电压）谐振幅频特性曲线 从曲线看出：Q值愈大，曲线愈尖锐，回路的选择性愈好。 2.通频带 在谐振频率附近，f = f0=≈2f 上式代入式 可得 满足 a≥ (即 0.707)的频率认为可以通过回路，通过回路的频率范围称通频带，通频带 的宽度用 B表示， 由此可见： Q值越低，通频带越宽，Q 值越高，通频带越窄。 3. LC串联谐振电路回路的选择性 回路的选择性通常用谐振曲线的矩形系数Kr来表示， Kr定义为a下降到0.1时的频宽B0.1 与 a 下降到 0.7时频宽 B0.7 的比值，即 R、L、C 串联回路的矩形系数为： 理想矩形系数 Kr=1，而 LC 串联回路谐振曲线矩形系数较大，因此选择性较