專利名稱：電力線載波通信的功放電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電力線載波通信的功放電路。
背景技術(shù)：
由于電力線上受到電器運行時的各種類型的干擾，電力線載波通信環(huán)境 相當惡劣，所以幾十年來對于電力線載波通信的研究大多以失敗告終，其中 的一個重要的原因是發(fā)射功率上不去，也就是所發(fā)的載波信息還沒到達目的 地就被干擾信號吸收了。
目前，為了解決上述問題，其中的一種做法是增大信號電壓，但是現(xiàn)行 通信標準對電壓有一定限制，增大信號電壓與通信標準不符。還有一種方法 是增加信號電流，但電流隨負載而變化，根據(jù)全電路歐姆定律，當負載很重
時，載波源的輸出阻抗也必須足夠小才能產(chǎn)生符合要求的電流；另外，增大 輸出功率后自身的功耗也必然增加，加大了設(shè)備的功耗，不符合節(jié)能趨勢。

實用新型內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種電力線載波通信的功放電 路，能使功率管迅速進入深度飽和狀態(tài)，信號幅度接近電源電壓，電源利用 率達到最大，靜態(tài)功耗最小。
為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用如下技術(shù)方案 一種電力線載波 通信的功放電路，它包括第四NPN型開關(guān)三極管、第六PNP型開關(guān)三極管；
其中第四NPN型開關(guān)三極管的發(fā)射極與第六PNP型開關(guān)三極管的發(fā)射 極連接；
第四NPN型開關(guān)三極管的集電極與電源連接，其間串接有第四負載電
阻；
第六PNP型開關(guān)三極管的集電極通過第七負載電阻連接到地； 第六PNP型開關(guān)三極管的基極連接有用于調(diào)整其靜態(tài)電流的第六負載電 阻，并接地構(gòu)成回路；
在第四NPN型開關(guān)三極管的基極與第六PNP型開關(guān)三極管的基極之間連接有箝位二極管；
所述功放電路還包括第七PNP型開關(guān)三極管、第二 NPN型開關(guān)三極管
和與輸入信號交聯(lián)的第一電容；
其中，第一電容連接在第六PNP型開關(guān)三極管的基極上；
所述第四NPN型開關(guān)三極管的基極上還連接有用于調(diào)整其靜態(tài)電流的
第三負載電阻；
所述第七PNP型開關(guān)三極管的基極連接第四NPN型開關(guān)三極管的集電 極，其發(fā)射極連接電源，其集電極連接信號輸出端；
所述第二 NPN型開關(guān)三極管的基極連接所述第六PNP型開關(guān)三極管的 集電極并和第七負載電阻連接后接地，其集電極連接信號輸出端，其發(fā)射極 接地；
第四NPN型開關(guān)三極管和第六PNP型開關(guān)三極管的發(fā)射極連接有由第 三電容和第八電阻串聯(lián)在一起構(gòu)成的交流負載電路，該交流負載電路接地形 成回路；
第四NPN型開關(guān)三極管和第六PNP型開關(guān)三極管的發(fā)射極通過第五負 載電阻連接所述信號輸出端。
優(yōu)選地所述第四NPN型開關(guān)三極管和第六PNP型開關(guān)三極管的發(fā)射 極與所述信號輸出端之間還連接有用于消除自激電流的第二電容。
優(yōu)選地所述功放電路還包括與信號輸出端串聯(lián)的LC諧振電路。LC諧 振輸出使得線路上的高壓電容影響下降。
本實用新型的有益效果是
相比現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供了極高效率的輸出方案，共發(fā)射極集電 極輸出結(jié)構(gòu)增大輸出功率，且由于集電極和發(fā)射極間壓降小，功率管功耗下 降、不易過載損壞；前級和后級功放不同負載便于分級設(shè)計，更有利于下降 功耗。本發(fā)明除了應用在電力線載波方面外，在一切數(shù)字信號輸出的場合都 可以應用。
以下結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的詳細描述。


圖l是現(xiàn)有技術(shù)的電路結(jié)構(gòu)圖。圖2是本實用新型的電路結(jié)構(gòu)圖。
具體實施方式

本實用新型提供一種電力線載波通信的功放電路，其實施例如圖2所示。 現(xiàn)有技術(shù)中， 一般的功率輸出電路如圖l所示。第一NPN型三極管Q1 的信號輸入端輸入高電平信號，由于PN結(jié)的箝位效應，第一NPN型三極 管Ql的發(fā)射極輸出比輸入點要小0.4伏以上，同樣在第三NPN型三極管 Q3導通時，第三NPN型三極管Q3的基極和發(fā)射極的壓降同樣也要達0.4 伏以上才能維持正常工作，這樣疊加的結(jié)果，輸出端的輸出信號電壓至少比 電源電壓低0.8伏，這既增加了內(nèi)阻而限制了功率輸出，又使功率管處于放 大狀態(tài)而加大了功率管自身功耗。
本實用新型實施例的結(jié)構(gòu)參看圖2。
該電力線載波通信的功放電路主要由第四NPN型開關(guān)三極管Q4、第六 PNP型開關(guān)三極管Q6、第七PNP型開關(guān)三極管Q7、第二 NPN型開關(guān)三極 管Q2、與輸入信號交聯(lián)的第一電容C1、第二電容C2、第三電容C3、第三負 載電阻R3，第四負載電阻R4、第五負載電阻R5、第六負載電阻R6、第七負 載電阻R7、第八負載電阻R8、第三二極管D3、第四二極管D4、電感L和 電容C構(gòu)成。
其中第四NPN型開關(guān)三極管Q4的發(fā)射極與第六PNP型開關(guān)三極管Q6 的發(fā)射極連接。第四NPN型開關(guān)三極管Q4的集電極與電源VCC連接，其 間串接有第四負載電阻R4。第四NPN型開關(guān)三極管Q4的基極上還連接有用 于調(diào)整其靜態(tài)電流的第三負載電阻R3。
第六PNP型開關(guān)三極管Q6的集電極和第七負載電阻R7連接后接地。第 六PNP型開關(guān)三極管Q6的基極連接有用于調(diào)整其靜態(tài)電流的第六負載電阻 R6，并接地構(gòu)成回路。
在第四NPN型開關(guān)三極管Q4的基極與第六PNP型開關(guān)三極管Q6的基 極之間連接有串聯(lián)在一起的第三二極管D3和第四二極管D4的箝位二極管。
其中，第一電容C1 一端連接信號輸入端，其另一端連接在第六PNP型 開關(guān)三極管Q6的基極上。
第七PNP型開關(guān)三極管Q7的基極連接第四NPN型開關(guān)三極管Q4的集電極，其發(fā)射極連接電源vcc,其集電極連接信號輸出端。
第二 NPN型開關(guān)三極管Q2的基極連接第六PNP型開關(guān)三極管Q6的集 電極并和第七負載電阻R7連接后接地，其集電極連接信號輸出端，其發(fā)射極 接地。
第四NPN型開關(guān)三極管Q4和第六PNP型開關(guān)三極管Q6的發(fā)射極連接 有由第三電容C3和第八負載電阻R8串聯(lián)在一起構(gòu)成的交流負載電路，該交 流負載電路接地形成回路。第四NPN型開關(guān)三極管Q4和第六PNP型開關(guān)三 極管Q6的發(fā)射極與所述信號輸出端之間還連接有用于消除自激電流的第二 電容C2。
第四NPN型開關(guān)三極管Q4和第六PNP型開關(guān)三極管Q6的發(fā)射極通過 第五負載電阻R5連接所述信號輸出端。功放電路還包括與信號輸出端串聯(lián)的 LC諧振電路。LC諧振電路由電感L和電容C串聯(lián)構(gòu)成。
電路中各元件的功能作用簡述如下
第三負載電阻R3和第六負載電阻R6分別用來調(diào)整第四NPN型開關(guān)三 極管Q4、第六PNP型開關(guān)三極管Q6這兩個前置管的靜態(tài)電流。
第四負載電阻R4作為第四NPN型開關(guān)三極管Q4的負載電阻，又確保 第七PNP型開關(guān)三極管Q7可靠截止，第七負載電阻R7與第六PNP型開關(guān) 三極管Q6、第二 NPN型開關(guān)三極管Q2的關(guān)系也同樣。第三二極管D3、 第四二極管D4用作箝位。
隔直第三電容C3和第八負載電阻R8組成前級的交流負載，在有輸入 信號時，它們可以使第四負載電阻R4、第七負載電阻R7電流增大，以驅(qū)動 第七PNP型開關(guān)三極管Q7、第二 NPN型開關(guān)三極管Q2這兩個末級功放輸 出；無信號時，使第七PNP型開關(guān)三極管Q7、第二NPN型開關(guān)三極管Q2 處于臨界狀態(tài)。第二電容C2用于消除自激電流。電感L和電容C組成一個 串連諧振電路，該諧振電路用于輸出和降低電力線上功率電容對載波信號的 影響。
本電路的特點是第七PNP型開關(guān)三極管Q7、第二 NPN型開關(guān)三極管 Q2平時處于臨界狀態(tài)，無電流輸出； 一旦輸出，可以使第七PNP型開關(guān)三 極管Q7或第二 NPN型開關(guān)三極管Q2處于深度飽和，輸出信號達到接近電 源電壓。本實用新型的電路的工作原理如下
輸入信號通過第一電容C1交聯(lián)進入本電路。如果輸入信號是高電平，
第六PNP型開關(guān)三極管Q6截止，而第四NPN型開關(guān)三極管Q4導通，第 四負載電阻R4電壓增加，增大到達到第七PNP型開關(guān)三極管Q7的導通電 壓后，由于第七PNP型開關(guān)三極管Q7的基極電壓能保證低于集電極，第七 PNP型開關(guān)三極管Q7迅速進入飽和區(qū)，第七PNP型開關(guān)三極管Q7的發(fā)射 極和集電極的壓降能達到0.1伏以內(nèi)，使電路的輸出接近電源電壓。如果輸 入信號是低電平，第四NPN型開關(guān)三極管Q4截止，第六PNP型開關(guān)三極 管Q6導通，第七負載電阻R7電壓增加，增大到達到第二NPN型開關(guān)三極 管Q2的導通電壓后(即基極電壓高于集電極)，同樣使第二NPN型開關(guān)三 極管Q2迅速進入飽和區(qū)，第二 NPN型開關(guān)三極管Q2的發(fā)射極和集電極的 壓降能達到0.1伏以內(nèi)，使電路的輸出接近電源地。
這樣， 一定頻率的交流信號，經(jīng)過本功放電路放大后，達到了功率輸出， 其幅值接近電源電壓，信號輸出的晶體管可以深度飽和，其電流也能達到盡 可能的大。L和C的串聯(lián)諧振作用，即諧振于載波頻率，用來改善輸出特性， 提高電源的利用率，使電容不會與線路上的改善功率因數(shù)的高壓電容形成比 例壓降，大大增加了輸出功率。
權(quán)利要求1、一種電力線載波通信的功放電路，包括第四NPN型開關(guān)三極管(Q4)、第六PNP型開關(guān)三極管(Q6)；其中第四NPN型開關(guān)三極管(Q4)的發(fā)射極與第六PNP型開關(guān)三極管(Q6)的發(fā)射極連接；第四NPN型開關(guān)三極管(Q4)的集電極與電源(VCC)連接，其間串接有第四負載電阻(R4)；第六PNP型開關(guān)三極管(Q6)的集電極連接到地；第六PNP型開關(guān)三極管(Q6)的基極連接有用于調(diào)整其靜態(tài)電流的第六負載電阻(R6)，并接地構(gòu)成回路；在第四NPN型開關(guān)三極管(Q4)的基極與第六PNP型開關(guān)三極管(Q6)的基極之間連接有箝位二極管；其特征在于所述功放電路還包括第七PNP型開關(guān)三極管(Q7)、第二NPN型開關(guān)三極管(Q2)和與輸入信號交聯(lián)的第一電容(C1)；其中，第一電容(C1)連接在第六PNP型開關(guān)三極管(Q6)的基極上；所述第四NPN型開關(guān)三極管(Q4)的基極上還連接有用于調(diào)整其靜態(tài)電流的第三負載電阻(R3)；所述第七PNP型開關(guān)三極管(Q7)的基極連接第四NPN型開關(guān)三極管(Q4)的集電極，其發(fā)射極連接電源(VCC)，其集電極連接信號輸出端；所述第二NPN型開關(guān)三極管(Q2)的基極連接所述第六PNP型開關(guān)三極管(Q6)的集電極并和第七負載電阻(R7)連接后接地，其集電極連接信號輸出端，其發(fā)射極接地；第四NPN型開關(guān)三極管(Q4)和第六PNP型開關(guān)三極管(Q6)的發(fā)射極連接有由第三電容(C3)和第八電阻(R8)串聯(lián)在一起構(gòu)成的交流負載電路，該交流負載電路接地形成回路；第四NPN型開關(guān)三極管(Q4)和第六PNP型開關(guān)三極管(Q6)的發(fā)射極通過第五負載電阻(R5)連接所述信號輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電力線載波通信的功放電路，其特征在于所 述第四NPN型開關(guān)三極管(Q4)和第六PNP型開關(guān)三極管(Q6)的發(fā)射極 與所述信號輸出端之間還連接有用于消除自激電流的第二電容(C2)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的電力線載波通信的功放電路，其特征在于所 述功放電路還包括與信號輸出端串聯(lián)的LC諧振電路。
專利摘要本實用新型提供一種電力線載波通信的功放電路，該電路能使功率管迅速進入深度飽和狀態(tài)，信號幅度接近電源電壓，電源利用率達到最大，靜態(tài)功耗最小。為解決上述技術(shù)問題，本實用新型采用前級功放和后級功放結(jié)構(gòu)。如果輸入信號是高電平，前級功放的三極管一個截止，另一個導通，導通的那個三極管的負載電阻電壓增加，增大到使相應的后級功放三極管導通，使電路的輸出接近電源電壓。如果輸入信號是低電平，與上述情況相反，之前導通的前級功放截止，之前截止的前級功放導通，導通的三極管的負載電阻電壓增加，增大到使相應的后級功放三極管導通，使電路的輸出接近電源地。本實用新型除了應用在電力線載波方面外，在一切數(shù)字信號輸出的場合都可以應用。
文檔編號H03F3/20GK201226507SQ200820095250
公開日2009年4月22日 申請日期2008年7月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月1日
發(fā)明者陳仲錢 申請人:深圳市九茂三水電氣有限公司