电力载波通讯

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2023年12月20日发(作者：)

电力载波通讯

在中国电力载波应用大概有数据传输又名叫电力猫，多媒体传输视频音频等，指令传输各种抄表系统及智能家具。此技术已不是什么新技术，但是在中国为什么没有看到其大规模的应用呢？更不说了大部分人听都没有听说过这个名词。除了人们的接受需要时间外，还与中国电网的质量以及电力载波系统的成本还有比价大的关系.

什么是电力载波技术?

电力载波通讯即PLC，是Power line Communication的简称。

电力载波是电力系统特有的通信方式，电力载波通讯是指利用输电和供电的电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递[/B]。

[B]电力线传输的优点

电力线遍布城市和乡村，其覆盖面是任何网络无法比拟的，有利于电力线通信（PLC）网络的推广。PLC通过电力线传输数据，不需要增设更多的线路及设备，只需将调制解调器插入电力插座就可以通信，使用简单，成本低廉，有利于信息资源共享和家电上网。

PLC除了施工中的明显优势之外，在总体价格上也存在优势。随着市场的发展，以前相对比较高的电力线上网价格在逐步的下降，目前PLC在单线成本上与xDSL、电缆调制解调器相当。

由于无线电通信易受地形和空间干扰的影响 ，而利用电力线通信刚好补充它的不足之处外，还可以节省资源，提高效益，降低辐射，更环保

在速率上，电力线上网经过14Mb/s、85Mb/s，目前已经迎来了200Mb/s的时代。将来还会有1GB/2GB/S问世。200Mb/s的带宽足以满足以后数字家庭的安全、教育、娱乐等要求，是数字家庭理想的骨干网络。

但是电力线载波通讯有以下缺点,

1、配电变压器对电力载波信号有阻隔作用，所以电力载波信号只能在一个配电变压器区域范围内传送；

2、三相电力线间有很大信号损失（10 dB -30dB）。当通讯距离很近时，不同相间可能会到收微小信号。一般电力载波信号只能在单相电力线上传输；不同信号藕合方式对电力载波信号损失不同，藕合方式有接地藕合和线中线藕合。线地藕合方式与线中线藕合方式相比，电力载波信号少损失十几dB，但线地藕合方式不是所有地区电力系统都适用；电力线存在本身因有的脉冲干扰。目前使用的交流电有50HZ和[60HZ，则周期为20ms和16.7ms，在每一交流周期中，出现两次峰值，两次峰值会带来两次脉冲干扰，即电力线上有固定的100HZ或120HZ脉冲干扰，干扰时间约2ms，因定干扰必须加以处理。有一种利用波形过0点的短时间内进行数据传输的方法，但由于过0点时间短，实际应用与交流波形同步不好控制，现代通讯数据帧又比较长，所以难以应用；

5、电力线对载波信号造成高削减。当电力线上负荷很重时，线路阻抗可达1欧姆以下，造成对载波信号的高削减。实际应用中，当电力线空载时，点对点载波信号可传输到几公里。但当电力线上负荷很重时，只能传输几十米。电力线载波通信系统作为电力系统专用通信网中较广泛使用的传统通信产品，曾经在电力系统通信中占主导地位。但近十年来，由于微波、光纤、卫星等通信手段的发展，而传统电力线载波机因技术水平限制，远不能满足现代电力系统通信要求。在市场竞争日渐激烈的今天，各制造商为了得到较稳定的市场份额，在新产品开发方面，均不同程度地引入了当前通信领域中的一些新技术、新概念、新器件、新工艺，从而使这一传统的模拟通信系统从结构、性能、业务能力…等方面均有很大的改良。其中结构的小型化、数字复用技术的应用、数字技术在高频调制/解调方面的革新是最引人注目的。[/B]虽然我们有一些问题还没有完全的解决，但是科技飞跃进步，技术问题随着时间的发展，最终都能被解决被克服的以上技术问题是要慢慢来的，而当前[/B][B]电力线传输需要解决的是

用户问题 因为电力线网络设计的目的是为了传输电能只是因近些年来市场的需求才作为家庭网络的信息接入方式之一。电力线传输所存在明显的缺点就是噪声大和安全性低的问题。尽管电力线可以作为高速通信的一种备选介质，但电力系统的基础设备并不具备提供高质量数据传输服务的功能,家庭电器产生的电磁波会对通信产生干扰。另外,采用电力线上网服务,是一种共享带宽的技术,用户上网时的速度,取决于当时会有多少用户上网。如果很多用户同时上网,传输速度相对就较慢。

对于高速PLC技术的快速发展，各国反应不一致。欧盟和美国政府已明确表示支持高速PLC技术的应用，把PLC跟其他通信技术同等对待。日本要求高于10kHz频段的PLC设备必须得到许可，但在10～450kHz频段范围内的PLC设备无须获得许可，但需要进行公告。目前我国信息产业部还没有制定PLC规范和颁发运营许可证。但随着我国国民经济、科学技术水平的提高，特别是计算机技术、通信技术、网络技术、控制技术、信息技术的迅猛发展与提高，促使家庭实现了生活现代化，居住环境舒适化、安全化。这些高科技已经影响到人们生活的方方面面，改变了人们生活习惯，提高了人们生活质量。在我国，智能住宅这一概念推广较晚，但其发展的速度却很快，全国已建立了一些具有一定智能化功能的住宅和住宅小区。不久的将来我国在这方面也会健全的电力线载波通讯技术可以进行模拟（语音信号）或数字信息（如：家居控制信号）双工传输，可广泛应用于家居自动化、小型办公室、家庭办公室通讯（如互联网、内部信件、游戏、音频（MP3、视频）等领域，具有普及效果、节省费用、安装方便、应用广泛等特点。作为通讯技术的一个新兴应用领域，电力载波通讯技术以其诱人的前景及潜在的巨大市场而为全世界所关注，成为世界各大公司及研究单位争相研究的热点。国外许多著名公司和研究单位都在对此进行研究，并开发出相对应的器件和产品，如：Intellon、ThomsonBAtmel[/B]等等。而国内的许多的企业也紧随国际步伐在利用电力线传输信息，特别是在远程抄表系统方面已逐步形成应用研究的热点。

BTL功率放大器

发布时间:2012-11-6 19:52:57 访问次数:364

BTL是英文Balanced TransformerLess的简写，意为平衡式ECJ0EC1H390G无输出变压器。BTL功率放大器是一种桥接式推挽电路。

BTL功率放大器基础知识

1．电路结构及工作原理

图2-60所示是BTL功率放大器的电路结构示意图。这种功率放大器由两组功率放大器构成，扬声器BL1接在两组功率放大器的输出端之间。同时，要给两个功率放大器输入大小相等、相位相反的信号。

这一电路的基本工作原理是：在输入信号U为正半周期间，输入信号-U为负半周，输入信号U经放大器l放大后从其输出端输出，这一输出信号在输出端为正半周信号。与此同时，输入信号一“经放大器2放大后从其输出端输出，这一输出信号为负半周。这样，流过扬声器BL1的电流方向为从上而下。

当输入信号变化了半周后，输入信号Ui为负半周，-U为正半周，这时两个输入信号经过各自的放大器放大后，放大器2输出端输出的是正半周信号，而放大器1输出端输出的是负半周信号，这时信号电流是从下而上地流过扬声器BL1，在BL1中得到了一个完整的信号。

2．电路特点

BTL动率放大器与其他功率放大器相比，主要有下列一些特点。

(1)输出功率与OTL电路相比，在相同流工作电压+V和扬声器阻抗相等时，输出功率是OTL电路的4倍。由此可知，BTL功率放大器的输出功率大，在较低直流工作电压下也能获得较大的输出功率，

所以可以用于一些低压供电的机器中作为功率放大器。

(2)功放输出级所用元器件比OTL输出级电子工程师必备——九大系统电路识图宝典多一倍，即两组OTL(或两组OCL)电路才能组成一组BTL电路

图1中的输入级的缓冲电路是阻抗变换用途，无论接入什么样的前级，都可以为主放大电路提供一组平衡式的稳定低输出阻抗信号，保证了主放大电路工作的稳定与增益的对称。此缓冲器工作于无反馈状态，有必要使用性能优异的电路去减少对音质的影响。本机采用了渥尔曼式的缓冲器。

主放大器由两个完全一样的放大器组成，每个放大器又分别由两个独立的放大器级联而成。位于输入缓冲级后的是两个差动式电压反馈型的放大器，负责将输入信号(无论是否平衡信号)均重新处理为双端输出式的平衡信号，送入下一级的电流反馈放大器。或许有读者会认为，从电路上看来，电流反馈放大器可以省去吧?是的，即使省去了电流反馈放大器，电路依然具有相当好的音质，但笔者经过了不少的试验与对比，觉得还是采用这个较复杂的方式音质表现更佳。电流反馈放大器具有高速率低失真(包括令人讨厌的互调失真)的优点，而由电压反馈放大器与电流反馈放大器组成的电路，各自电路工作于最适合的方式下，再合理地分配增益，令各放大器均工作于低的闭环增益下，可以降低失真拓宽频响。

电流反馈放大器是一个简洁而性能相当好的电路，在本放大器输入级进行V/I转换后，不像其他一些电流反馈放大器一样使用电压放大级进行放大，而是使用一对上下对称的镜像电流传输电路。在理想的情况下可以将V/I变换后的电流信号无损地输送到本级的输出端，而实际上，即使不能使用理想的器件，只要对所用器件进行一定程度的精确配对即可。笔者对比过使用相同器件制作的金嗓子A60仿制线路，A60线路在电路结构上与本电路相近，只是在这一级使用的是渥尔曼式电压放大级，本电路声音显得更细腻平衡。整个电流反馈放大器的开环电压增益取决于本级的负载(I/V)电阻与V/I电阻的比值，闭环增益只有11.5dB，因此整个平衡桥接电路的总增益在输入XLR平衡信号时为32dB，这是为了兼顾不平衡输入信号时的增益，因那时增益只有XLR平衡输入时的一半，即26dB。

电压反馈放大器是一个属于单级型的放大器，这种电路原来应用于马兰士的独门武器HDAM中，笔者对其小作修改，将开环增益降低到只有35dB，而闭环增益只有14.5dB，声音表现就更活泼一些。此放大器处理的信号电平较低，因此

可以使用±15V这样的低电压供电，三极管的功耗大大降低，可选取的型号更多，能够很容易选择到合适声音风格的三极管，低电压下噪声也会稍低。

输出级采用三级达林顿式，具有更高的输入阻抗，更低的输出阻抗。在理论上，即使使用两级达林顿式输出级，电压增益级也可以充分地驱动，但音响是感性与理性的结合，音响制作有时不可单凭理论推导，还需要实际聆听及调整，在同样的电路器件状况下，笔者多次对比过两级达林顿与三级达林顿的听感差异，三级达林顿的表现具有更宽的两端延伸，低频下潜极佳，有更少的音染，表达不同速度的乐曲轻松自如。而两级达林顿也有其优点，由于高低频延伸相对差，突出中频的韵味，低频量感稍少，容易获得结实、拳拳到肉的低频效果。这并不代表两者孰劣孰优，爱好者可以根据自己的主观喜好去选择不同的方式，正是浓妆淡抹总相宜。

输出管的数量影响声音的厚度与平衡度，这不仅在于本电路，其他电路方式时也有同样的影响，当使用单对输出管时，声音相对稍单薄，低频量感、重量感不足，却凸显了中高频的韵味，这就是为什么有爱好者会认为一些欧洲产的小功率功放声音优美的原因。本机的目标却不是要凸显某段频响的听感，而是要尽量全面表现音源中的细节，因此需要有充分的驱动力去驱动大多数的音箱，每桥臂使用3对输出管并联是最低的保障。

本机使用了并联稳压电路，如图4所示。笔者制作过不少电路方式的稳压电源，以这种方式声音最平衡，传真度更好，且电路简洁。过去笔者常用一个LED发光管辅以一个三极管改二极管进行温度补偿，输出电压受温度影响的变化率只有5‰，达到极佳的水平。爱好者或许会发现本机的稳压电路基准稳压源只使用一个三极管改成的二极管，这样势必令输出电压受温度上升而下降，但考虑到功放电路对电压值要求不高，调整时以稳定后的电压为准就可以，而这样一改，音质相对纯净，中低频厚度与力度也有改善而高频的细节重放并未因此受到影响，整体音质更细腻。这同样体现到音响感性的一面，不能单纯地看指标，还需要更多的聆听与实践。

越来越多的爱好者在制作时都会很注重电源，这是一个正确的方向，所有信号的产生都源于电源，因此要将电源与音频放大电路同等看待。注重电源并不是简单地增大变压器、滤波电容的容量，这样只保证了电源可源源不断地向负载提供能量，但在电力污染严重的国内，这样的电源就像是浑浊的水而已。虽然一些久负盛名的机器也只是这样做，但在欧美发达国家，电力污染就不如国内严重，因而需要因地制宜使用稳压电源可以净化电源，这是不可缺少的。笔者过去曾(其他电路)对比过不使用稳压电源、使用稳压电源、使用电池供电的功放，发现不使用稳压电源的声音最朦胧，细节少，使用电池时声音清晰，细节丰富，瞬态反应好。使用稳压电源效果接近于使用电池，这说明电源的干扰并不能单靠简单的滤波而消除，电源干扰令音质变得不清晰，小信号会因此被淹没。

图4 并联稳压电路

三.得到的结果

本机的电路相当成熟稳定，因此制作时只要元件无误，成功率是100%，不必担心会出现振荡而需要调整的情况出现。元件选取方面，希望使用一些品质较好精度较高的器件，电阻用Dale就不错， 反馈上的电阻最好用Hocle，各三极管最好配对使用，小三极管用BL档。变压器每声道用一个650W的环牛。

通电前先将输出级偏置电路的可调电阻调整到阻值最大，用有限流功能的直流电源对电路通电测试，确认没有问题可按上变压器，每个输出管工作在50mA

时声音已经相当棒，超过很多的纯甲类放大器了。输入使用了一个平衡插座、一个反相输入RCA插座与一个非反相输入RCA插座，因此在RCA输入时可以从不同插座输入而有相反的输出相位，像一些DIY的胆DAC、胆前级等，如果是使用单管A类，SRPP电路等相位差180°的，信号从本机的反相处输入会重新获取正确的相位。在使用RCA输入时将没有使用的RCA插座上插上一个已内部短接的插头，可减少由于输入空载而感应到的噪声。

胆前置+集成电路BTL功率放大器

文章出处：sillboy 发布时间： 2010/12/29 | 2436 次阅读 | 4次推荐 | 0条留言

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每天新 一些现代音箱，灵敏度较低，承受功率大，如用小功率电子管放大器推动，往往力不从心。而制作大功率电子管放大器，不但成本高昂，而且难度颇大。使用晶体管功率放大器( 或集成电路功率放大器) 就能较好地解决上述问题，虽然在音色韵味方面不如电子管放大器动听，但可以采用前胆后石的方法加以适当弥补。

1 电子管前置放大器的电路原理及零件选用

本机线路图见图1，前级电压放大，包括整流共用4 支电子管。电路为6N3SRPP 电压放大，1/2 6N1 阴极输出。SRPP 电路原理对直流而言是串联工作，对交流而言则是自倒相单端推挽工作，其优点是高低频频响延伸好，音色通透靓丽，细节分析力清晰，声场动态宏大；但也存在音乐味较淡的缺憾。所以选管时不用6N11J 乐感淡的管子，而是用音乐味相对略浓的6N3。

图1 原理电路图

SRPP 电路输出后直耦至1/2 6N1J 阴极输出器，优点更多。不但进一步改善了音色，使其带有圆润悦耳的丝丝“甜”味，而且负反馈程度深，输出阻抗低，更有利于匹配后级“石”功率放大器。

阴极输出耦合电容使用CBB 等无感电容器，并联小电容以利高频表现更好一点。如用油浸电容器，对调整音色更为有利。

整个电子管电压放大级，除电源变压器外，元器件可安装在一块玻纤板上，放大器电阻等用搭棚焊接，板上零件不多，可自行设计制作。

电子管前置放大和后级集成电路功率放大，分别各使用一个电源变压器独立供电。电子管电源变压器可用拆机五灯收音机电源变压器，质量和效果俱佳。为减少交流声，滤波电路采用两级CRC 滤波。

2 集成电路BTL功率放大器的电路原理

有人认为晶体管分立元件的放大器，音质要比集成电路功放块要好，这是指高档成品机而言。笔者认为在相同性价比情况下，集成电路的性能和指标，要远远优于晶体管机。而且如自制一款晶体管分立元件放大器，即使能自制或购买到PCB 印刷线路板安装仿制，但由于业余晶体管配对筛选困难，电路调试复杂，致使效果不尽理想，甚至安装失败。而采用功放集成电路，由于外围电路简单，制作时不需要调试，只要焊接正确，不出差错，往往都能制作成功。

后级采用美国国家半导体公司专为音响而设计制造的声音最好听的IC LM1875，体积小巧，输出功率较大，性价比很高，音质颇具胆味，自身具备完善的保护功能。每声道使用2 枚LM1875 作BTL 桥接功率放大，理论上最大输出功率可达80 W 以上，且失真更小，频响更宽，可以推动大部分音箱。

LM1875 的供电最大可达±30 V， 但本机使用±25 V 效果较为理想，不但电路安全，发热量亦小些。

本后级装制时采用万能实验板( 俗称洞洞板) 安装。设计时要花一番功夫，元器件应排列整齐，连接线尽量避免重叠，需重叠处要装上套管。由于输出功率大，须配备面积足够大的散热器。由于③脚负电源与散热相通，为防止电源短路和使用安全，功放块要垫云母片与散热器绝缘。

本后级滤波电容可用“黑金刚”、“红宝石”或For AUDIO 金字电容等发烧级电解电容器。反馈电容器用小体积大容量EC 薄膜电容，亦可用日本ELNABP 无极性音频专用电解电容或其他音频专用电容。

调试时，如一个声道出现阻塞现象，可改变相位接法，即对调集成电路的信号输入端，同时对调跨接在扬声器和1 kΩ 反馈电阻之间的22 kΩ 电阻，即把22 kΩ 电阻一头移至扬声器下端，另一头接至上集成块的1 kΩ 电阻上， 同时改变扬声器+、- 相位， 一般情况下均可消除失真。

后级电源变压器使用150 VA 以上的环形变压器， 音色明亮饱满，听感较好。配合胆前置，乐感更好。

本文标签： 电路使用信号电力线输出