第三章电力线高频通道
高频信号是相对于工频信号而言,是电力线上传输的通信信号。主要包括语音、远动和保护三种信号。
电力线高频通道包括:阻波器、结合电容、结合滤波器、高频电缆和电力线路。 结合设备 组成:
耦合电容:隔离工频强电,保证高频信号通过。 结合滤波器: 滤出通信频率,阻止其它频率。
高频电缆:同轴电缆将高频信号引到室内载波机上 结合滤波器 作用:
滤出高频通信信号 使泄漏的工频信号接地
完成阻抗变换:高频电缆阻抗:75欧姆 相地结合阻抗:400欧姆 基本要求
带宽要求:符合滤波器的上、下限截止频率 阻抗要求:实现线路侧、电缆侧的阻抗匹配 工作衰减:工作衰减小 (对工频电流呈现高阻抗
高频传输频带内,工作衰耗足够小 回波衰耗足够大 谐波衰耗足够大) 结构类型
? 补偿网络式: 单调节式,双调节式,易失谐,很少使用 ? 滤波器式:就是一个真正的LC带通滤波器。
? 变压器式:自耦变压器式,不易失谐,目前应用最广 加工设备(阻波器)
阻波器的作用:阻高频,通工频(阻波器装在变电站各相线的出入口)
阻波器的类型:宽带:阻止30~500kHZ整个频带的信号(目前的主要应用型式)
窄带:只对通信频率进行阻波。
对阻波器的要求: 1)必须有阻性分量:
? 要求其阻抗要有阻性分量,该阻性分量的大小由变电站介入损耗决定。
? 原因:变电站的输入阻抗是非常复杂的,可能是容性,也可能是感性,在最坏
的情况下可能为完全容性。阻波器的阻抗如果没有阻性分量为纯感性,这时就会产生谐振,从而不能起到阻波高频信号的作用。而阻波器阻性分量的加入就会避免这种现象。
(2)耐高压/高电流
? 阻波器串联在输电线路 ,它必须能通过高压,强电流。
? 当电力线发生短路故障时,电力线中的电流非常大。其瞬间的冲击电流是短路
电流的2.5倍。在设计阻波器时应考虑到短路电流出现时,不应该损坏。
第四章压缩扩展器
话音信号在电力线通道中传输的两个问题 (1)当发送低电平信号时,信杂比过低
(2)当发送高电平信号时,易产生非线性失真
压控器的作用
压缩器可以压缩话音信号的动态范围,提高弱信号的电平,降低强信号的电平,使得信号在传输过程中有较强抗干扰能力,并且能充分利用线路放大器的功率容量。 扩展器将话音信号还原,以达到不失真的传输话音信号
压扩器的特性压缩扩展器(简称压扩器)的特性反映的是压扩器输出电平与输入电平之间的关系。表示形式有两种:一是传输电平图,二是电平特性曲线。
压缩器的特性
压缩器的作用是对话音信号的动态范围进行压缩,使其低电平信号得以提高,对高电平信号给以衰减。
扩展器的特性
扩展器的作用与压缩器相反,它是把对方送来的已被压缩的话音信号加以扩展,以恢复原话音信号电平的动态范围 。
压扩器抑制电路串杂音的原理:压扩器的作用是抑制电路中的串杂音,改善信杂比,其抑制原理在通路有信号传输的讲话期间和无信号传输的空闲时间是不同的。 电路空闲期间压扩器对串杂音的抑制:
1, 在压缩器之前,扩展器之后产生的串杂音。压扩器无改善作用。因为压缩器之前产生的
串杂音同时受到压缩器和扩展器的作用,扩展器之后产生的串杂音未经压扩器,因此,对于这种杂音压扩器无能为力。
2,在压扩器之间产生的串杂音,压扩器有改善作用。由于这种串杂音只经过扩展器,因此,其中杂音的抑制程度完全取决于扩展器的衰减且与压缩器无关。
通路有话音信号时,压扩器对串杂音的抑制:
1,压缩器之前,扩展器之后产生的串杂音,压扩器同样无改善作用。
2, 压扩器之间产生的串杂音,压扩器有抑制作用。由于此时信号经过压缩器,串杂音未经过压缩器,而
它们又同时通过扩展器,因此,串杂音的抑制程度完全取决于压缩器的增益。
压缩器采用的是反接式控制(又称后向控制),即从输出端取出信号电压,经整流控制电路后控制变耗器。 扩展器采用的是顺接式控制(又称前向控制),即从输入端取出信号电压,经整流控制电路后控制变耗器
压缩器结构方框图 扩展其结构方框图
压缩器的工作原理是:从压缩器的输出端取出部分话音信号能量,经整流控制电路形成控制电流。当压缩器输入信号电平等于所设计的零增益电平时,变耗器的衰减值与放大器的增益相等,因此,信号经压缩器后,电平不发生变化。当压缩器的输入信号电平高于零增益电平时,输出电平升高,控制电流增大,二极管的交流电阻减小。变耗器衰减增大,使输出电平降低;反之,使输出电平升高。通过变耗器衰减值随输入信号电平大小而相应变化的自动调节过程,实现了压缩话音信号动态范围的目的。
扩展器的工作原理是:从扩展器的输入端取出部分话音信号能量经整流器产生控制电流,当输入信号电平等于零增益电平,扩展器对此电平既无增益又无衰减,保持电平值不变。当输入信号电平高于零增益电平,控制电流增大,可变电阻减小,变耗器衰减减小,输出电平增高,实现了高电平的扩展。反之,当输入电平下降,使输出低电平进一步下降,实现了低电平的扩展。 瞬态失真
无论何种压扩器的整流控制电路都存在滤波电容,它两端的电压不能突变。当信号幅度突变时,由于控制电流可能跟不上信号幅度的变化,从而造成压扩器输出信号波形失真,即所谓瞬态失真。 压缩器的瞬态失真
压缩器的启动时间和恢复时间:
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启动时间过长,压缩器对话音高电平的衰减太慢,有可能使压缩器后面的部件过负荷,造成非线性失真;启动时间过短,压缩器的增益与峰值有关,而不是与平均音量相关,造成环路自激现象。 恢复时间过长,会使通话音量较大时,后面的尾音听不见,而恢复时间太短,则会增加通话间歇时的噪声成分。
由理论分析表明,启动时间和恢复时间的长短与滤波电路的RC值成正比。启动时间和恢复时间短,说明滤波电路的RC时间常数太小,因此,由于滤波不良也会造成信号有较大的非线性失真。所以,启动和恢复时间要有一个合适的取值。 扩展器的瞬态失真
扩展器的输入信号幅度突然发生变化时,输出信号的波形也经历了启动过程和恢复过程,产生瞬态失真。它的产生原因与形成过程与压缩器完全一致 。
第五章调幅器
在载波通信中仅采用调幅方式,即用所传输的低频信号(调制信号)去控制高频振荡波(载波)的振幅,使高频振荡波的振幅按照低频信号的规律变化。因此载波机中的调制器与解调器也常称为调幅器与反调幅器。
减小调制器非线性失真的方法:提高调制器电路的平衡度,减小调制系数(令调制信号的幅度远小于载波幅度)
载漏:
调制器的载漏是指当没有调制信号输入时,在调制器输出端所测得的载频电平值。载频泄漏将使群路设备过负荷,并与其他频率产生交调,形成路间串扰,以及形成固定频率干扰。在某些采用部分抑制载频的载波通信系统中,载漏还会造成自动电平调节系统错误动作。因此在调制器输出端的载漏应越小越好。一般要求载漏电平比信号电平低26dB。载漏的大小主要决定于调制器的平衡度和滤波器对载频的抑制能力
第六章自动电平调节系统
按执行元件分类 1.热电式
执行元件为热敏电阻是目前应用最多的。例如:ZDD-12、ES500型等电力线载波机,ZM305

