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  • PL2101电力载波芯片

    2011-09-02 22:47:17
    电力载波芯片手册,福星晓程生产,国内比较有名的电力载波芯片生产商.
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  • 宽带电力线载波通信芯片的FPGA验证.pdf
  • 电力载波芯片ST7538及其应用

    千次阅读 2010-09-28 12:46:00
    电力载波芯片ST7538及其应用电子技术 2009-02-20 12:09:31 阅读622 评论4 字号:大中小 订阅摘要:介绍一种最新推出的电力载波调制解调器芯片ST7538的基本原理,给出ST7538的主要控制电路和接口电路,讨论应用...

     

    电力载波芯片ST7538及其应用

    电子技术 2009-02-20 12:09:31 阅读622 评论4  字号: 订阅

     

    摘要:介绍一种最新推出的电力载波调制解调器芯片ST7538的基本原理,给出ST7538的主要控制电路和接口电路,讨论应用该芯片后些注意事项。

       关键词:电力载波通信 ST7538 家庭网络 工业网络

    利用电力线作为通信介质的电力载波通信,具有极大的方便性、免维护性、即插即用等优点,在很多情况下是人们首选的通信方式。ST7538是最近SGSTHOMSON公司在电力载波芯片ST7536、ST7537基础上推出的又一款半双工、同步/异步FSK(调频)调制解调器芯片。该芯片是为家庭和工业领域电力线网络通信而设计的,与ST7536和ST7537相比,主要具有以下特点:

    *有8个工作频段,即:60kHz、66kHz、72kHz、76kHz、82.05kHz、86kHz、110kHz和132.5kHz;

    *内部集成电力线驱动接口,并且提供电压控制和电流控制;

    *内部集成+5V线性电源,可对外提供100mA电流;

    *可编程通信速率高达4800bps;

    *提供过零检测功能;

    *具有看门狗功能;

    *集成了一个片内运算放大器;

    *内部含有一个具有可校验和的、24位可编程控制寄存器;

    *采用TQFP44封装。

    可以看出,ST7538是一款功能强大的、单芯片电力线调制解调器。

    1 ST7538工作原理

    ST7538是采用FSK调制技术的高集成度电力载波芯片。内部集成了发送和接收数据的所有功能,通过串行通信,可以方便地与微处理器相连接。内部具有电压自动控制和电流自动控制,只要通过耦合变压器等少量外部器件即可连接到电力网中。ST7538还提供了看门狗、过零检测、运算放大器、时钟输出、超时溢出输出、+5V电源和+5V电源状态输出等,大大减少了ST7538应用电路的外围器件数量。此外,该芯片符合欧洲CENELEC(EN50065-1)和美国FCC标准。图1为ST7538内部原理框图。

    1.1 发送数据

    当RxTx为低时,ST7538处于发送数据状态。待发数据从TxD脚进入ST7538,时钟上升沿时被采样,并送入FSK调制器调制。调制频率由控制寄存器bit0~bit2决定,速率由控制寄存器bit3~bit4决定。调制信号经D/A变化、滤波和自动电平控制电路(ALC),再通过差分放大器输同到电力线。当打开时间溢出功能,且发送数据时间超过1s或3s时,TOUT变为高电平,同时发送状态自动转为接收状态。这样可以避免信道长时间被某一节点(ST7538)点用。

    1.2 接收数据

    当RxTx为高时,ST7538处于接收数据状态。信号由模拟输入端RAI脚进入ST7538,经过一个带宽±10kHz的带通滤波器,送入一个带有自动增益AGC的放大器。该滤波器可以通过控制寄存器bit23置零取消滤波功能。自动增益放大器可以根据电力线的信号强度自动调整。为提高信噪比,经过放大器的信号送入一个以通信频率为中心点、带宽为±6kHz的窄带滤波器。此信号再经过解调、滤波和锁相,变成串行数字信号,输出给出ST7538相连的微处理器。

    电力载波芯片ST7538及其应用 - 孤灯 - Minars blog

        可以通过使控制器的bit22置位,使ST7538处于高灵敏度接收状态。

    1.3 工作模式选择

    通过微处理器与ST7538的串口RxD、TxD和CLR/T,可以实现微控制器与ST7538的数据交换。ST7538的工作模式,由REG_DATA和RxTx的状态决定。

    微处理器对电力线的访问可以采用同步方式或异步方式。异步方式只需要RxD、TxD和RxTx,无需辅助时钟信号。无载波信号时,RxD输出低电平,对于同步方式,需要CLR/T作为参考时钟,并且ST7538必须是通信发起者(Master)。电力载波芯片ST7538及其应用 - 孤灯 - Minars blog

    对ST7538控制寄存器的访问必须采用同步访问方式,需要RxD、TxD、CLR/T和REG_DATA,CLR/T上升沿有效,发送数据高位在前。

    1.4 复位及看门狗

    ST7538内部嵌入一个看门狗,可以产生一个内部和外部的复位信号,保证CPU的可靠工作。

    2 系统硬件组成

    电力载波通信节点模块一般包括以下几部分微处理器部分、载波部分信号滤波部分和电力线信号耦合与保护部分。图2给出了利用ST7538和Atmega8L构成的通用电力载波通信模块。这里仅就滤波部分作简要介绍。

    信号滤波部分是整个模块的关键部分,它包括输入窄带滤波器和输出窄带滤波器两部分。图3为输入滤波电路,它采用并联电流谐振电路构成滤波电路,滤除指定频率以外的无用信号和噪声。该谐振点频率f1为

    电力载波芯片ST7538及其应用 - 孤灯 - Minars blog

    图4为输出滤波电路,它采用串联电压谐振电路,避免无用信号耦合到电力线上。该谐振点频率f2为:

    电力载波芯片ST7538及其应用 - 孤灯 - Minars blog

    电力线耦合部分采用1:1宽带通信变压器,同时二次侧采用瞬间电压抑制器P6KE6V8A,保护后级电路。

    3 应用注意事项

    ST7538比早期推出的ST7536、ST7537功能强大得多,引脚也从28脚增至44脚,使用起来仍然很方便,但还需要特别强调以下几点:①注意保证上电复位时间和顺序。ST7538复位时间为50ms,微处理器上电复位时必须有足够长的硬件延时和/或软件延时,保证ST7538可靠复位。ST7538可靠复位后,方可对其进行初始化操作。

    ②ST7538有8个通信频段,但是同一时刻只能采用一种通信频率。要改变通信频率,则需要调整硬件参数。电力载波芯片ST7538及其应用 - 孤灯 - Minars blog

    ③ST7538内部提供的仅是纯透明的物理层通信协议,当噪声信号混入通信频率时,ST7538无法区分,它将与有用信号一起被解调。因此,ST7538要求用户必须自己制制MAC层通信协议,以保证通信的可靠性。

    ④用ST7538组成系统时,多个节点通信可以采用总线介质访问竞争性协议,例如CSMA(载波监听多路访问)。但是,电力载波通信毕竟通信速率低、效率不高。因此,可以考虑利用ST7538的这零检测功能。利用过零点,实现同步数据传输,进而可以在一个比较大的系统中实现非总线介质竞争的“类TDMA”(时分多址)协议,该协议经常用于GSM等数字无线通信系统。

    结语

    ST7538是一款功能强大、集成度很高的电力载波芯片,它为家庭和工业环境应用而设计,因此采取了多种抗干扰技术。虽然它采用FSK调制技术,而没有采用扩频技术,没有扩展通信的优点,但是,正因为如此,它可以在噪声频带很宽的信道环境下实现可靠通信。如果能够很好地利用它的多频段性,将可以克服窄带通信的缺点。

     

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  • 这颗芯片是国产的可以替代THS6212,脚位兼容。主要的原理图如下。

    这颗芯片是国产的可以替代THS6212,脚位兼容。主要的原理图如下。

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  • 电力线载波芯片市场前景电力线载波通信(PLC)芯片作为改造传统电网的主要手段,并且作为物联网通信
  • 载波芯片各企业技术比较

    千次阅读 2009-12-31 00:10:00
    编号 厂家 速率 物理层芯片 SOC芯片 网络协议 解决方案 竞争优势 竞争劣势 1东软窄带●●●●多年经营形成的市场份额 与客户形成长期合作关系 系统解决方案提供能力,系统性能目前处于国内较好水平。速率较慢,300...
    编号 厂家 速率 物理层芯片 SOC芯片 网络协议 解决方案 竞争优势 竞争劣势
    1 东软 窄带

    多年经营形成的市场份额 与客户形成长期合作关系 系统解决方案提供能力,系统性能目前处于国内较好水平。

    速率较慢,300bps,所有核心产品全部打包给客户,客户无法做二次开发,省级项目支持好,地方项目支持不到位,其通讯频率在国外市场不在许可频段内,外加3W以上的外部功放,对电网污染严重,过标准有困难。

    2 弥亚微电子
    Mi200E
    窄带  

    高性能 高集成度物理层通讯芯片,速率最高可达1600bps,内置0.4w数字功放和开关电容带通滤波器,性价比高,芯片设计符合欧洲标准,便于出口,完善的系统方案和高智能网络通讯协议能完成自动组网,自动中继,自动路由维护等功能,使得整个系统后续维护量极少。
    湖南衡阳10万户规模的试点效果非常理想,目前是除东软、晓程外唯一在国内有大批量试点的芯片,系统性能大大优于东软晓程。目前该司在国家多个省市成为被允许入围的芯片厂商,口碑不错,市场前景较好。

    单芯片价格是国内芯片中最高的,但由于设计简单,整体BOM成本跟其他几家差不多。

    3 福星晓程 窄带

    多年经营形成的市场份额 与客户形成长期合作关系 系统解决方案提供能力

    速率较慢,500bps,产品通讯性能一般,固定路由,近几年技术上没有很大的突破,产品不能满足现阶段用户需求。外加3W以上的外部功放,对电网污染严重,过标准有困难。

    4 青岛鼎信 窄带

    芯片原理跟东软的差不多,但由于选择的载波频道在421Khz,所以相对通讯效果较好。价格比较低。

    速度50-100bps,通讯频段是否被国家认可需要重视。所有核心产品全部打包给客户,客户无法做二次开发,省级项目支持好,地方项目支持不到位,其通讯频率在国外某些市场不在许可频段内,外部功放,对电网污染严重,过标准有困难。

    5 长沙新竹数码
    XZ386
    窄带

    具有多年提供电表方案累积的经验;具有系统解决方案提供能力;在东软等厂家产品基础上开发,主要在以下几个方面有了高度提升:
    1.高效适应电网质量的时变性。
    2.提高组网效率。
    3.提高路由深度:支持7级。
    4.新增相位检测机制
    5.新增长报文数据传输机制
    6.新增载波通信信号强度机制。
    7.集中器三相同发同收机制
    8.优化载波外围电路方面等等。

    属于该公司根据市场需求推出的新品,目前市场占有率不高,性能有待实地验证。

    6 瑞斯康
    RISE3301 3401
    窄带  

    系统芯片加网络协议 ,采取与电力公司下属企业项目合作(资助)形式,参与一些地方项目的试验。速率5.5Kbps(3301) 11Kbps(3401)

    产品性能一般,芯片设计复杂,产品化难,市场占有率不高,客户认知度不高。

    7 ST
    7536 7537 7538 7540
    窄带      

    国外应用较多,效果也不错,有一定的知名度,ST7538速率最高4800bps,频率软件可调.

    国内测试性能评价一般,适应不了中国电力线环境。

    8 ECHELON
    PLT-22
    窄带  

    国际主流品牌,主要针对工业控制网而设计,完善的Lonworks网络协议,国外市场已有几百万片的成熟应用。

    成套方案绑定销售,方案价格很高,国内技术支持不到位,过高的价格难以在民用市场大规模推广。国内电力线通讯性能一般。

    9 力合微电子
    LME2200
    窄带      

    在9K-150KHZ频带内用户可自由选择载波频率,多载波快速跳频调制解调技术,有效对付干扰和噪声,有2400bps/1200kbps/600bps速率可选。

    市场占有率不高,客户认知度不高,没有系统方案,没有网络协议,跳频技术国内是否实用还需验证。

    10 Intellon
    SSC P300
    宽带      

    速度快,适合北美电网环境。

    国内测试性能评价一般,适应不了中国电力线环境。

    11 Maxim
    Max2990
    宽带  

    采用先进的宽带通信技术,可通过交流和直流电力线进行低成本的双向数据通信,传输速率高达100kbps。

    新产品,待实际应用验证,价格高。

    12 Yitran
    IT800D
    宽带  

    有宽带和窄带电力载波通讯芯片

    目前主要做宽带电力线通讯方面的业务,国内技术支持不到位,芯片价格较高,国内用的不多。

    13 DS2
    chipset
    宽带  

    宽带电力载波通讯芯片组
    The Montgo chipset 100Mbps(DSS8101 PHY/MAC IC and the DSS7800 AFE IC)
    The AitanaTM chipset 200Mbps(DSS9101 and DSS7800)

    目前主要做宽带电力线通讯方面的业务,国内技术支持不到位,芯片价格较高,国内用的不多。

    14 Spidcom 宽带      
    15 ADD 宽带    
    展开全文
  • [转]电力载波芯片厂商竞争力分析

    千次阅读 2011-03-01 09:11:00
    电力载波芯片厂商竞争力分析 转自 http://zbxp.blog.hexun.com/35255672_d.html<br />  编号厂家物理层芯片 SOC芯片 网络协议 解决方案 竞争优势竞争劣势 1东软 ● ● ● ● 多年...

    电力载波芯片厂商竞争力分析

    转自

    http://zbxp.blog.hexun.com/35255672_d.html

     

    编号 厂家 物理层芯片  SOC芯片  网络协议  解决方案  竞争优势 竞争劣势 
    1 东软          多年经营形成的市场份额;与客户形成长期合作关系;系统解决方案提供能力;系统性能目前处于国内先进水平。 技术支持、售后服务不到位;其通讯频率在国外市场不在许可频段内。 
    2 长沙新竹数码 XZ386         具有多年提供电表方案累积的经验;具有系统解决方案提供能力;在东软等厂家产品基础上开发,兼容国内主流载波芯片,系统性能处于国内先进水平。 虽然该公司的产品已经批量生产,但想要占据大的市场份额尚待时日,目前市场占有率不高。
    3 福星晓程          多年经营形成的市场份额;与客户形成长期的合作关系;系统解决方案提供能力;目前系统性能处于国内较好水平。 固定路由,近几年技术上没有很大的突破。
    4 瑞斯康
            系统芯片加网络协议 ,采取与电力公司下属企业项目合作(资助)形式,参与了一些地方项目的试验。 产品性能一般,芯片设计复杂,产品化难,市场占有率不高。
    5 鼎信         有系统解决方案提供能力,系统性能处于国内较好水平。 产品推出较晚,目前市场占有率不高,载波功率较大,对电网干扰较大。
    6 ST
    7536 7537 7538
            国外应用较多,效果也不错,有一定的知名度,ST7538速率最高4800bps,频率软件可调. 国内测试性能评价一般,适应不了中国电力线环境。
    7 ECHELON
    PLT-22 
            国际主流品牌,主要针对工业控制网而设计,完善的Lonworks网络协议,国外市场已有几百万片的成熟应用。 成套方案绑定销售,方案价格很高,国内技术支持不到位,过高的价格难以在民用市场大规模推广。国内电力线通讯性能一般。
    8 弥亚微电子
    Mi200E 
            高性能 高集成度物理层通讯芯片,性价比较高,芯片设计符合欧洲标准,便于出口,完善的系统方案和网络通讯协议,自动组网,自动中继,自动维护路由,技术支持到位。 性能一般,市场占有率不高。
    9 力合微电子
    LME2200
            在9K-150KHZ频带内用户可自由选择载波频率,多载波快速跳频调制解调技术,有效对付干扰和噪声,有2400bps/1200kbps/600bps速率可选。 市场占有率不高,没有系统方案,没有网络协议,跳频技术国内是否实用还需验证。
    10 Intellon
    SSC P300
            采用了扩频(Chirp方式)调制解调技术、现代DSP技术、CSMA技术以及标准的CEBus协议,可以称为智能modem芯片,体现了modem芯片的发展趋势 国内测试性能评价一般,适应不了中国电力线环境。
    11 Maxim
    Max2990
            采用先进的宽带通信技术,可通过交流和直流电力线进行低成本的双向数据通信,传输速率高达100kbps。 新产品,待实际应用验证,价格高。
    12 Yitran
    IT800D
            有宽带和窄带电力载波通讯芯片 目前主要做宽带电力线通讯方面的业务,国内技术支持不到位,芯片价格较高,国内用的不多。
    13 DS2
    chipset
            宽带电力载波通讯芯片组
    The Montgo chipset 100Mbps(DSS8101 PHY/MAC IC and the DSS7800 AFE IC)
    The AitanaTM chipset 200Mbps(DSS9101 and DSS7800)
    目前主要做宽带电力线通讯方面的业务,国内技术支持不到位,芯片价格较高,国内用的不多。
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