德州儀器(TI)的電力線通信調(diào)制解調(diào)器解決方案.doc

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電力線通信調(diào)制解調(diào)器 德州儀器 (TI) 的電力線通信調(diào)制解調(diào)器解決方案 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 選擇和解決方案指南 工具和軟件 產(chǎn)品公告和白皮書 新聞發(fā)布和著作文章 類似的終端設(shè)備解決方案 應(yīng)用手冊和用戶指南 參考設(shè)計(jì)和 TI Designs 支持和社區(qū) 方框圖 ?請點(diǎn)擊彩色方框查看或申請推薦的解決方案。 Filter Precision Amplifier Filter Precision Amplifier Tx Line Driver operational amplifier Rx Line Receiver operational amplifier DAC Data Converters Integrated PLC Analog Front-End Precision Amplifier Clock Clocks and Timers Wired Interface Ethernet transceivers CAN I2C PHY RS-232 RS-485 USB RS-485: Isolated CAN: Isolated Digital Isolators Isolators LED Driver LED Driver and I2C Interface LED Drivers Core & I/O Power Power Management Units Supervisory Circuits System Power DC/DC Regulators Linear Regulator General Purpose MCU - Including Piccolo General Purpose MCU - Including Piccolo Multi-core DSPs for very high performance modems Wireless Sub 1GHz 2.4 GHz 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng) 或單擊彩色塊以查看/申請訂購?fù)扑]解決方案的樣片。 電力線通信 (PLC) 利用現(xiàn)有電力線基礎(chǔ)設(shè)施，為在許多工業(yè)應(yīng)用引進(jìn)智能監(jiān)控和控制提供了經(jīng)濟(jì)高效的方法。它讓 PLC 成為用于智能電網(wǎng)應(yīng)用（如智能抄表、照明控制、太陽能、插入式電動(dòng)車以及家庭和樓宇中的供暖、空調(diào)和安全系統(tǒng)）的首選技術(shù)之一。 對這些應(yīng)用實(shí)施低頻窄帶 PLC (LF NB PLC) 技術(shù)將提供最適合的帶寬、功耗和成本要求。在窄帶域（頻率高達(dá) 500kHz）運(yùn)行可確保數(shù)據(jù)完整性，同時(shí)可將系統(tǒng)成本降到最低。數(shù)據(jù)速率從 1.2kbps 到數(shù)百 kbps 不等，具體取決于現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)。 開發(fā)高效 PLC 實(shí)施也會(huì)遇到困難。電力線本身就具有噪聲，因此需要強(qiáng)大架構(gòu)才能確保數(shù)據(jù)可靠性。此外，每種應(yīng)用和工作環(huán)境都不同，需要開發(fā)人員針對各種因素優(yōu)化設(shè)計(jì)。由于協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)和調(diào)制方案多種多樣，開發(fā)人員需要靈活的開發(fā)平臺(tái)，以簡化設(shè)計(jì)、實(shí)現(xiàn)對環(huán)境條件的優(yōu)化、遵守當(dāng)?shù)胤ㄒ?guī)的同時(shí)可輕松調(diào)整以滿足不斷發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)。 電力線通信調(diào)制解調(diào)器系統(tǒng)的調(diào)制信號(hào)首先進(jìn)入接收器級(jí)或有源帶通濾波器，其中為濾波器選擇的運(yùn)算放大器應(yīng)該提供低噪聲、低諧波失真和低輸入偏置（如 TI 的 OPA365 或 OPA353 中所示）。使用可編程增益放大器 (PGA)（如 PGA112）調(diào)節(jié)接收信號(hào)時(shí)，可實(shí)現(xiàn)寬動(dòng)態(tài)范圍和優(yōu)化信號(hào)處理。它需要足夠快速準(zhǔn)確地連接至模數(shù)轉(zhuǎn)換器的輸入，以便正確轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式供處理。這可通過 F28235 Delfino? 或 F2802x/03x Piccolo? 微處理器（可升級(jí) C2000? 32 位微處理器 (MCU) 系列的成員）的片上 12 位 ADC 來實(shí)現(xiàn)。12 位 ADC 的工作頻率高達(dá) 12.5MSPS，且還包含觸發(fā)機(jī)制，用于支持多頻和相位采樣（二次采樣和保持功能）。C2000? MCU 系列讓開發(fā)人員可在同一硬件上支持多種調(diào)制，因此無需重新設(shè)計(jì)調(diào)制解調(diào)器來支持不同的調(diào)制或標(biāo)準(zhǔn)。這使得 C2000? 32 位 MCU 系列成為用于電力線通信實(shí)施的智能且靈活的平臺(tái)。 已處理的信號(hào)將由用于驅(qū)動(dòng)高輸出電流的 PLC 發(fā)送器級(jí)傳回電網(wǎng)。使用低至 150ps 的 C2000 ePWM 支持占空比分辨率可進(jìn)行控制，以便對諧波進(jìn)行更多的控制并減少采樣輸出延遲。必須仔細(xì)設(shè)計(jì)發(fā)送器級(jí)，以便從 MCU 接收數(shù)字信號(hào)、對這些信號(hào)進(jìn)行濾波以消除能帶發(fā)射以及驅(qū)動(dòng) AC 電力線的低阻抗。OPA564 是 24V、1.5A、17MHz 的功率運(yùn)算放大器，能夠滿足 PLC 線路驅(qū)動(dòng)器的嚴(yán)格要求。將 AFE031（高度集成的 PLC 模擬前端）與 C20000TM 相結(jié)合時(shí)，可進(jìn)一步改善集成、提升性能和降低成本。AFE031 將發(fā)送濾波器、功率放大器、接收濾波器和 PGA 集成在專為 PLC 設(shè)計(jì)的可編程集成電路中。 產(chǎn)生的調(diào)制解調(diào)器 MCU + AFE 可通過其中一個(gè) C2000TM 串行接口選項(xiàng)（包括 CAN、I2C、LIN、SPI 或 UART）直接與外部系統(tǒng)（有線和無線應(yīng)用）進(jìn)行通信。 TI PLC 軟件通過 plcSUITE 庫提供，讓開發(fā)人員可以在一個(gè)獨(dú)特設(shè)計(jì)中支持多種調(diào)制和標(biāo)準(zhǔn)。開發(fā)人員可實(shí)施 SFSK IEC61334、PRIME 和 G3 標(biāo)準(zhǔn)，將 FlexOFDM 用于定制 OFDM 實(shí)施，還可以針對未來的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行升級(jí)。 從電源管理角度來看，PLC 模塊可采用現(xiàn)有系統(tǒng)直流軌的電源或直接采用用于通信的主 AC 電源。如果是主 AC 電源，則需要對美國的 115V、60Hz 濾波 （或歐洲和亞洲的 230V、50Hz）進(jìn)行濾波，并為 MCU、AFE 和各種支持組件將其轉(zhuǎn)換為隔離 DC 電源。UCC28600 或 UCC28610 綠色環(huán)保模式反向控制器最適用于提供隔離 12V 或 15V 直流軌，以便直接用于功率放大器和連接至 DCDC 模塊（如 PTH08080W）或降壓轉(zhuǎn)換器（如 TPS54231），從而提供低電壓 (5V) PLC 系統(tǒng)軌。如果添加線性穩(wěn)壓器（如 TPS79533 LDO），則可通過低功率組件（如 MCU、PGA、運(yùn)算放大器、USB 收發(fā)器和任何其它數(shù)字或模擬組件）提供實(shí)用的低噪聲 3.3V 電壓軌。