cáp điện lực.
2.2.1. Nguyên lý cơ bản của hệ thống
Ý tƣởng cùa cơng nghệ PLC là ghép tín hiệu số liệu có tần số cao vào đƣờng cáp điện có tín hiệu cơ bản là 50/60Hz đƣa đến khối sử lý tín hiệu. Việc ghép tín hiệu là một khía cạnh quan trọng của cơng nghệ PLC. Tín hiệu thơng tin cần truyền phải nằm trong dải tần cao hơn nhiều tần số của dịng điện chính và các hài của nó. Đồng thời, tín hiệu phải có cơng suất đủ lớn để đƣa vào đƣờng cáp điện. Một biến áp có đặc tính thơng cao có thể đƣợc dùng để ghép tín hiệu vào dịng điện chính. Bộ lọc thơng cao đảm bảo dịng điện chính và các hài của nó đƣợc cách ly khỏi modem. Từ bộ chuyển đổi A/D
và lọc thơng thấp
a. Ghép tín hiệu vào đƣờng dây điện
Dịng điện chính
b. Tách tín hiệu vào đƣờng dây điện
Hình 2.2: Ghép và tách tín hiệu ra khỏi đƣờng dây điện
Phía thu, bộ lọc đƣợc dùng để cách ly tín hiệu điện và tín hiệu số liệu. Bộ lọc Biến áp với bộ lọc thông cao Bộ lọc dải
vào Xử lý số liệu Cáp điện
Tầng cơng suất
phía phát Bảo vệ q áp
Cáp điện Biến áp với bộ lọc thông cao
15
thơng cao sẽ chặn lại tín hiệu dịng điện chính 50/60Hz, cho qua tín hiệu tần số cao đƣa đến khối xử lý số liệu.
Phƣơng pháp nhƣ trên làm việc tốt với dải tần nhỏ hơn 150KHz, nhƣng đối với dải tần cao hơn, cần có các mạch phụ để cho phép ghép tín hiệu qua biến áp. Việc ghép tín hiệu cũng phải đảm bảo bảo vệ modem không bị phá hỏng trong quá trình q của dịng điện chính. Q trình q độ có đủ năng lƣợng để làm hỏng mạch điện.
2.2.2. Sơ đồ khối của hệ thống.
Mạch phát
Mạch thu
Hình 2.3: Sơ đồ khối của hệ thống. 2.2.2.1. Khối cách ly (Power Line Isolation)
Một phần quan trọng của bộ phát và thu tín hiệu trên đƣờng dây điện lực là giao diện giao tiếp với đƣờng dây điện lực. Bởi vì mạch của chúng ta phải giao tiếp với lƣới điện 220V- 50Hz, nếu khơng có sự cách ly cẩn thận, những phần cịn lại của mạch điện có thể dễ dàng bị cháy.
Ý ƣởng cho mạch cách ly là có thể hồn tồn ngăn chặn tín hiệu 50Hz, cho các tín hiệu thơng tin đi qua. Tín hiệu thơng tin trong trƣờng hợp này là các tín hiệu điều chế tần số. Trong mạch điện này, tần số sóng mang có thể đƣợc thiết lập xung quanh giá trị 70KHz. Bởi vì các tín hiệu vào có một tần số giới hạn trong khoảng từ 500Hz đến 5KHz mạch cách ly sẽ phải cho phép các tín hiệu trong khoảng từ 65KHz đến 75KHz. Mạch các ly là một tụ điện 10nF đƣợc nối với một biến áp âm tần. Mạch này hồn tồn ngăn chặn các tín hiệu 50Hz và cho tín hiệu trong khoảng 50KHz đến 80KHz đi qua. Bằng việc đặt mạch cách ly này giữa đƣờng dây điện lực
Tín hiệu vào Điều chế Khuếch đại cách ly Mạch Tín hiệu ra Giải điều chế Khuếch đại cách ly Mạch Kênh truyền
16
và phần còn lại của mạch điện, chúng ta chắc chắn rằng tín hiệu điện áp 220V sẽ khơng ảnh hƣởng đến mạch phát và mạch thu, và do đó tín hiệu thơng tin có thể truyền và nhận đƣợc trên đƣờng dây điện lực.
2.2.2.2. Khối điều chế tín hiệu (Signal Modulation)
Đƣợc sử dụng để điều chế tín hiệu vào. Nó có thể đƣợc sử dụng để phát ra tín hiệu xung vuông và xung tam giác sao cho phù hợp với kênh truyền.
2.2.2.3. Khuếch đại của bộ phát và bộ thu (Signal Amplification)
Tín hiệu từ nguồn thƣờng rất nhỏ. Thậm chí sau khi điều chế, nó khơng đủ mạnh để bộ phận có thể thu đƣợc bởi vì phải chịu sự tác động cao của nhiễu trên đƣờng dây điện lực. Do đó, tín hiệu điều chế cần phải đƣợc khuếch đại trƣớc khi đƣa lên hoặc vừa mới nhận đƣợc từ đƣờng dây điện lực.
2.2.2.4. Khối giải điều chế tín hiệu (Signal Demodulation)
Tần số điều chế đƣợc sử dụng trong bộ phát để điều chế tín hiệu vào. Trong mạch thu, tín hiệu điều chế tần số này đƣợc khơi phục. Với bộ dao động điều khiển bằng điện áp hoạt động tuyến tính và ổn định sử dụng cho điều chế tần số với độ méo nhỏ.