HBGYV082芯X12mm室外铁芯

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基于LM芯片利用电话线的数据采集系统,适应煤矿瓦斯抽放利用泵站分散、距调度中心距离远、没有专用数据通讯线路的特点,该系统应用于煤矿瓦斯抽放监测数据传输,经济实用、运行良好。虽然电话线作为传输信道进行信号传输在工作环境恶劣、线路阻抗和信号衰减时变性强、干扰大等方面有突出问题,但它利用现有的电话线路,无需另外架设通信线路,也不占用通讯频率资源,成本相对较低,可以应用于远程自动抄表系统、防火报警系统、智能化家电控制系统等中低速的数据传输系统中。

1系统工作原理及电路设计

1.1工作原理及组成

系统组成及原理框图如图1所示。系统由计算机(上位机)、电话线载波moden、电话线传输通道和若干连接在电话线上的下位机组成。在上位机端,信号经过电话线modem芯片调制为高频调制信号,通过电话线接口电路送入电话线。在下位机端,电话线上各种频率信号通过隔离耦合电路进入电话线载波moden,选频放大电路仅选出上位机送来的高频信号,滤掉其他频率的信号。过滤后的高频信号再由电话线modem解调出原始的数字信号发送给单片机。LM采用FSK调制方式,内置自动电平控制(ALC)电路,内置可选择的脉冲噪声滤波器,输出功率极易提升10倍,载频范围30～kHz可任意选定,接收灵敏度达10mV,可驱动任何常规电话线。

1.2信号的调制解调

电话线载波moden的调制解调原理如图2所示。本系统电话线modem采用的集成电路LM,是美国国家半导体公司出品的电力线载波通信芯片,可用来实现数据及数据信号在电力线上的传输LM内部集成了发送和接收两个独立的部分,发送部分内置了FSK调制器、正弦波发生器、电流型控制振荡器、自动增益控制电路(ALC)及输出功率放大器等单元电路。接收部分包含了限幅放大器、锁相环解调器、低通滤波器、直流嵌位电路和噪声滤波器等单元电路。TX/RX为发送或接收的控制引脚,当TX/RX为高电平时,电路处于发送工作模式,数据信号从P17输入FSK调制器,形成开关控制电流并驱动振荡器产生±2.2%频偏的三角波,经正弦波整形电路输出正弦波信号,再经功率放大后由耦合线圈传输到线路上去。

当TX/RX为低电平时,电路处于接收方式,电力线路上的信号经耦合变压器输入:LM的10脚,进入限幅放大器进行放大,滤除信号中的直流分量和50Hz/Hz的工频信号,再由锁相环电路解调、RC滤波电路滤除高频分量输出数据信号,为保持数据信号的可靠,再经比较器进行整形和噪声滤波器滤波,最后从12脚输出完整的数据信号。

发送/接收的载波频率由外接在1脚和2脚之间的振荡电容C0确定,由18脚可变电阻R0对载波频率F进行微调。增大/减小C0或R0的取值,即可实现载波频率的增高或减低。C0的取值由下式确定:

1.3电话线接口

电话线接口(PLI)是电话线载波系统的关键部件之一,也是系统设计的难点。PLI由保护电路、选频耦合电路、隔离变压器等组成,目的是把LM同电话线隔离,在电话线上加载或析取信号。上位机的PLI和下位机的PLI相同,其电路如图3所示。