如何设计可靠的电力线通信

电力线通信（PLC）是一种使用电力线作为通信介质的通信技术。

数据在与电源相同的电源线上传输，因此房屋或汽车的现有电源基础结构可用于传输数据，而无需添加新电线。

电力线通信技术正处于快速增长阶段，并且已经找到了进入多种应用和市场领域的方法，包括智能电网，照明控制，太阳能电池板监控，能源计量，家庭视频分配，电动汽车等。

节能在世界范围内得到了促进，这促进了对产生能量和消耗能量的设备相互通信的需求。

电力线通信提供了一种不需要新设施的独特方法，并且使智能能源管理技术能够快速传播到世界各地。

与无线解决方案不同，电力线通信不受视线和传输范围的限制。

电力线通信也是许多应用程序中的一种低成本且易于安装的技术。

如今，系统设计人员可以从十多个半导体供应商处购买电力线通信设备。

其中许多设备针对特定应用和市场进行了优化。

通过如此众多的选择，开发人员需要了解影响电力线通信系统性能和可靠性的因素，并能够克服通常的设计挑战。

任何通信系统都包括四个主要部分：1.发送器2.接收器3.通信介质4.信号本身如前所述，电力线通信中的通信介质是电力线。

图1显示了通用电力线通信系统的框图。

发射器对信号进行调制，然后将其发送到电源线。

另一端的接收器解调信号并接收数据。

当它到达接收器时，信号会被电源线的阻抗衰减。

当信号通过电源时，介质中的任何噪声也会破坏信号。

图1：典型电力线通信系统的框图。

电源线的阻抗会衰减传输信号。

线路噪声会严重影响信号。

简要介绍了基础知识，让我们一一介绍影响电力线通信系统性能和可靠性的因素。

这些因素包括：1）发射信号强度2）电力线噪声3）电力网络阻抗4）网络协议5）接收机灵敏度对于这些因素，我将一一提出建议。

最后，还将讨论多个阶段和系统成本。

“所发送的（Tx）信号的强度”在图2中示出。

更强的Tx信号意味着更多的信号功率通过电源线。

较强的信号不容易受到电源线噪声的影响，并且可以传输得更远。

Tx信号的强度也会影响电源线通信节点的功耗，因为输入到电源线的信号能量越多，该节点消耗的能量就越大。

更理想的是，开发人员将增加发射器的信号强度，直到达到电源线的最佳性能和功耗为止。

但是，Tx信号强度受到某些组织的严格控制，例如北美的FCC和欧洲的CENELEC。

FCC和CENELEC还调节声波，声波可以从主Tx信号传输到电力线。

这些规定的作用是防止不同频带的信号相互干扰。

在选择电力线通信设备时，请检查Tx信号是否满足目标市场的强度要求。

它还应符合FCC和CENELEC标准。

理想情况下，Tx增益应该是可配置的，以便您可以根据其他系统调整Tx信号强度。

另外，确认PLC节点消耗了多少能量，以达到FCC和CENELEC所需的最佳发射信号强度。

当然，能耗越少越好。

“电源线噪声”指的是“电源线噪声”。

一旦将发送的信号注入电源线，其完整性就取决于电源线上的噪声量-噪声越强，对信号的损害就越大。

电力线噪声可能来自多个来源。

电力线噪声可以简单地分为两种：脉冲型和连续型。

脉冲噪声是不可预测的，并且会以脉冲序列的形式出现，如图2所示。

例如，这种类型的噪声可能来自厨房调音台的开关。

在不降低数据速率的情况下，很难设计一种可以容忍不可预测的巨大脉冲噪声的系统。

更常见的是，这种类型的噪音会完全