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电力线噪音搅扰及处理

噪音与滤波器的问题谈起来或许要很长时刻。因而,在写这篇文章之前我决议把噪音与滤波器的问题分为三篇文章来写。 这篇文章我将向咱们解说电力线噪音以及它对 X10 体系的影响。下一篇文章…

噪音与滤波器的问题谈起来或许要很长时刻。因而,在写这篇文章之前我决议把噪音与滤波器的问题分为三篇文章来写。

这篇文章我将向咱们解说电力线噪音以及它对 X10 体系的影响。下一篇文章将谈一谈滤波器的作业原理。第三篇文章咱们把前两篇文章归纳一下来谈谈在实践运用中如何用滤波器下降电力线的噪音。假如有或许,我还会向咱们介绍全屋阻波器的运用。当然那或许是第四篇文章。

X10 国际里,电力线噪音是影响 X10 体系的最有争议的问题。咱们就从噪音以及噪音在示波器上的姿态谈起。图一是 220V 电力线上有一点点噪音的姿态。我确实不太想用“噪音”这个术语。在大大都状况下我仍是更爱用“搅扰”这个词。

从专业视点来说是电力线“噪音”“搅扰”了 X10 体系。但有一次一位客户问我:“你说的是什么意思,噪音?我怎样没有听到呢?”。从那今后我就改为是电力线中的“搅扰”影响了 X10 体系,这样咱们就很好了解了。可是在这篇文章中我仍是会用“噪音”这个词。我想你必定不会不赞同吧!

我桌子上的字典这样解说噪音这个词:喧闹的、令人不快的特别声响。明显这样的解说并不全面(不过,我仍是比较喜爱“令人不快”这部分解说)。并且还会给咱们了解这篇文章带来必定难度。那就换一个词“污染”,它在字典中的解说是:被染污,使其变得不纯洁。你当地的供电电源(在我国是 50Hz ,在美国是 60Hz )是十分洁净的。不幸的是,许多公司的产品(当然是电子产品)会发生很高频率的负影响,并且把这个负影响反向发射到电力线上。它们 污染 了电力线的环境。

当电力线污染发生时,我也试着用番笕去洗电线(恶作剧)。每个人都能够用长江水,但请不要污染她。这个观念我想咱们都会赞同吧!而这又与电力线污染有什么区别呢?每个人都能够用电力线的能量,可是请不要污染她!明显,人们并不是很注重电力线污染问题。许多公司都宣称他们的产品不会污染电力线。可是仍是有一部分产品会污染电力线。

为什么我总是议论电力线的污染问题,由于它不止是 X10 的问题,电力线污染会炸毁很多种家用电器。你遇到过电脑死机吗? … 你遇到过电视忽然没有图画吗? … 传真中止? … 音响杂音? … 灯忽亮忽暗?所有这些问题,或许更多,都能够归结为电力线污染。许多医院或研究院都要求不能用电子镇流器式的日光灯,他们的许多设备都对电力污染很灵敏 , 而电子镇流器式日光灯展发生电力线污染 .

咱们回到 1900 年,那时的煤矿工人下井时总是会带上一只金丝雀 , 假如金丝雀昏倒,那么就阐明矿井里有风险的瓦斯气。假如金丝雀死了,那么他们就必须立刻脱离矿井。 X10 体系就比如金丝雀。假如你的 X10 体系由于电力线噪音而发生问题,那么你家中的其它用电器也会受到影响,仅仅时刻稍长一些。 X10 体系会由于电力线噪音而时灵时不灵,偶然也会变成“死”体系 ( 就像金丝雀 ) 。

我在这里想提示那些出产或出售污染电力线电器的人们(特别是一些冒充伪劣产品),请你们负起职责并采纳举动改进你们的电器功能。由于好的电器(真的长城认证或 CE 认证)是不会向电力线宣布噪音的。

当运用者装上一个新的 X10 接纳器时,本地操控能够,但网络操控却不行时,原因一般有以下三点:

⒈ 信号传错了线(当然这种状况是十分罕见的 , 咱们在本文中就不再评论)

⒉ 信号强度不行(当然能够用一些耦合器或滤波器处理)

⒊ 电力线污染(或称之为噪音,搅扰)。

电力线污染是个新问题吗?不是,可是在当今年代闪现的越来越严峻。有两点原因:榜首,现在有比曾经更多的电气设备,更多的电子日光灯,更多的电脑还有更多的大屏幕电视。第二,现在有许多现已被运用或未被运用的高科技产品。电力线噪音现在依然存在是由于没有束缚它的规范。 FCC 仅仅束缚 450KHz 以上的噪音( AM 频段的下限), UL 认证仅仅束缚电力线噪音为“安全”的。影响 X10 体系的频段散布在 80KHz—150KHz 之间,而在这个频段上几乎没有规范!

在此,我的观念是很清晰的!那些出产宣布电力线噪音的电气出产商,请你们肩负起减小电力线噪音的职责。不论怎样样,尽管我说出了我的观念,但我也没有很好的办法同出产商谈。所以当咱们发现了发生电力气噪音的电器时,最好的办法是不用它,换一个品牌的产品。

Pico 的工程师是很有远见的,早在 1978 年他们界说 X10 的信号时就挑选了正弦波的过零点为载波时刻。时至今日,过零点依然是最洁净,最不易受搅扰的当地。

他们的另一个好主意是运用“补码”来发射数字信息。(在其时还有一部重要的决议便是“ X10 二进制扩展码”,扩展码的运用在近几年十分广泛,比如在 A10 体系中,这点我今后会为咱们作解说)

在规范的 TTL ( TRANSISTOR TO TRANSISTOR LOGIC )电路中,以什么也不发射(低电平)代表“ 0 ”。但在大都状况下,电力线会好几个小时都有什么也不发射(至少 X10 体系不发射),假如说不重新定“ 0 ”,那么接纳端会以为发射端发射了一连串的“ 0 ”。所以 Pico 工程师(创造 X10 协议的人)决议用 0—1 代表“ 0 ”用 1—0 代表“ 1 ”(如图二所示)用这种办法替代那种“发射”代表“ 1 ”,“不发射”代表“ 0 ”的原始办法是很有远见的。

在 1989 年, X10 工程师改进了二进制码的接纳电路,并提高了接纳的可靠性,后来咱们得到了新一代的能够抵挡搅扰的 AGC 和门限 AGC 接纳器。咱们先看一些噪音,再谈 AGC 电路

图三给咱们展现了一个看似很洁净的正弦波,可是假如你把电脑的屏幕扩大,你能够发现这个正弦波上仍是有一些小小的搅扰。大大都区域电力线的正弦波都是比较洁净的。比如在美国电力线一般是 10—25mV 的噪音,我国电力线一般会有 25—50mV 的噪音。当然噪音的巨细还取决于你家中的电器和电器的开关状况。在大大都家庭用房中,噪音的水平是处于 X10 体系的答应范围内的。

接下来我将向你展现一些图形。榜首点,以下展现的一些图形有些夸大,请信任我,这仅仅一些示意图,由于我要向你展现一些电力线的正弦波(它们的振幅十分高,可达 300V 以上)还有 X10 载波信号或噪音(比照起来它们振幅只要几伏或几十毫伏),假如我把它们按正常的份额显现给咱们看,那你底子就看不到载波信号或噪音,只能到一个 300V 振幅的正弦波。所以以下的图仅仅示意图。第二点,我会向你展现一些简略的 X10 协议。不论怎样说,以下的解说或许你会欠好了解,但当你把这篇和我今后要写的几篇文章看完后就会理解一切的。(听起来如同电脑游戏的攻略)

如图四所示,那是一个规范的没有令人恶感的布景噪音的 X10 电力载波信号(请记住这仅仅一个扩大了振幅的示意图)。关于这样的载波信号 X10 接纳器能够很容易地将字符串从电力线中萃取出来,并且加工,执举动作。

让咱们回到 1980 年的美国,其时是美国的科技爆破年代,许多的家用电器以及新科技被用于家庭。随之而来的是电力线噪音不断增加, X10 工程很快呼应并改进了接纳 X10 载波信号的算法。当然细说起来会花很长时刻,简略地说,他们把每个周期的 120KHz 的脉冲个数进行核算,然后提高了接纳器的频率呼应特性。

到了 1990 年,由于家庭中呈现了电脑,大屏幕电视,传真机以及许多电子小用具, X10 工程师很快呼应并推出“ AGC ”( AUTOMAT%&&&&&% GAIN CONTROL 主动增益操控)接纳办法。许多天线电爱好者都知道 AGC 被广泛地用于电视机和收音机电路中,用于改进接纳作用。简略地说,假如运用 AGC 电路,那么它的输出量不再是一个稳定的量,并且依据体系的需要和操控,运用反应电路输一个能够改变的量。这就如同现在有些高档的汽车音响相同,当你在高速公路上开车并翻开车窗时它就会主动把音量增大,当你停在红绿灯前时,它会主动把音量减小。

AGC 电路使 X10 接纳器进入了一个新年代,它能够主动判别电力线搅扰的巨细,这就意味着它能够更好的区域分噪音与信号。但在很强的搅扰下, AGC 电路也不会很好的作业。 AGC 电路要求 X10 载波强度至少要比布景噪音大一倍。

如图五所示的噪音,即使是最新的 X10 AGC 接纳器也对它杯水车薪,从图中咱们能够看出 X10 信号并没有比噪音大一倍。

AGC 接纳电路要做的比 X10 体系强一些,它的信噪比可达 1.25 ∶ 1 ( X10 是 2 ∶ 1 ),可是现在只供给国外市场(由于价格很高),咱们期待着有一天也会供给国内市场!

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