如何使用FPGA實(shí)現(xiàn)電力線載波線路的調(diào)制

　　介紹了一種電力線載波線路調(diào)制的現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）實(shí)現(xiàn)方案，并著重介紹了實(shí)現(xiàn)該方案的關(guān)鍵技術(shù)——積分梳狀（CIC）濾波器、有限沖擊響應(yīng)（FIR）濾波器和自動(dòng)增益控制（AGC）的FPGA實(shí)現(xiàn)。實(shí)踐表明，該方案切實(shí)可行，具有較強(qiáng)的實(shí)用性。

　　電力線載波（PLC）通信是電力系統(tǒng)特有的一種通信方式，用于電力系統(tǒng)的調(diào)度通信、生產(chǎn)指揮、行政業(yè)務(wù)通信以及其他各種信息的傳輸。隨著數(shù)字通信技術(shù)的發(fā)展，PLC通信具有更加廣闊的應(yīng)用前景。目前，正在研究采用電力線上網(wǎng)、進(jìn)行多媒體通信等，PLC通信已經(jīng)成為當(dāng)今研究熱點(diǎn)之一。

　　線路調(diào)制單元是電力線載波機(jī)中關(guān)鍵部件之一。為了提高頻帶的利用率，電力線載波機(jī)的線路調(diào)制一般采用單邊帶調(diào)制方式。傳統(tǒng)的單邊帶調(diào)制采用模擬電路實(shí)現(xiàn)，這種實(shí)現(xiàn)方案存在電路復(fù)雜、體積大、性能一致性差等缺點(diǎn)。為克服上述不足，可以考慮采用數(shù)字化處理方法。

　　進(jìn)行數(shù)字化處理時(shí)首先要對(duì)模擬信號(hào)采樣。電力線路中影響其衰減特性的因素很多，因此，在PLC開通過(guò)程中選用一個(gè)合適的頻譜非常必要，這就要求電力線載波機(jī)線路調(diào)制單元的載波頻率可變。PLC波通信標(biāo)準(zhǔn)要求的信號(hào)頻率為40 kHz～500 kHz，帶寬為4 kHz。由于載波頻率可變，所以在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不宜采用帶通采樣實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，只能采用低通采樣。根據(jù)奈奎斯特定理，低通采樣時(shí)采樣頻率不能小于信號(hào)帶寬的2倍，即不小于1 MHz。線路調(diào)制需要完成正交變換、濾波和頻譜搬移等處理口］，這些處理的運(yùn)算量與采樣率直接相關(guān)。高采樣率導(dǎo)致高的運(yùn)算量，現(xiàn)有低成本DSP芯片無(wú)法滿足運(yùn)算需求?，F(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列（FPGA）可用于實(shí)現(xiàn)DSP運(yùn)算處理單元電路，達(dá)到實(shí)時(shí)完成數(shù)字信號(hào)處理的目的，為線路調(diào)制單元的數(shù)字化實(shí)現(xiàn)提供了一條性價(jià)比較高的途徑。